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REPÚBLICA DE MOÇAMBIQUE REPUBLIC OF MOZAMBIQUE MINISTÉRIO DOS RECURSOS MINERAIS MINISTRY OF MINERAL RESOURCES DIRECÇÃO NACIONAL DE GEOLOGIA NATIONAL DIRECTORATE OF GEOLOGY NOTÍCIA EXPLICATIVA / MAP EXPLANATION TOME / VOLUME 1 FOLHAS / SHEETS ESPUNGABERA/CHIBABAVA (2032/2033), NOVA/MAMBONE (2034/2035), MASSANGENA (2131/2132), CHIDOCO (2133), SAVE/BAZARUTO (2134/2135), CHICUALACUALA (2231), MACHAILA (2232), CHIGUBO (2233), MABOTE/VILANCULOS (2234/2235), RIO SINGUÉDZI/MASSINGIR (2331/2332), RIO CHANGANA (2333), FUNHALOURO/INHAMBANE (2334/2335), CHILEMBENE (2431/2432), CHÓKWÈ (2433), ZAVALA/INHARRIME (2434/2435), MAPUTO (2531/2532), XAI-XAI/ZAVALA (2533/2534) E /AND BELA-VISTA (2632) ESCALA / SCALE 1:250 000 GTK CONSORTIUM 2006 Volume 1 Page 1 Volume 1 Page 2 REPÚBLICA DE MOÇAMBIQUE REPUBLIC OF MOZAMBIQUE MINISTÉRIO DOS RECURSOS MINERAIS MINISTRY OF MINERAL RESOURCES DIRECÇÃO NACIONAL DE GEOLOGIA NATIONAL DIRECTORATE OF GEOLOGY NOTÍCIA EXPLICATIVA / MAP EXPLANATION TOME / VOLUME 1 FOLHAS / SHEETS ESPUNGABERA/CHIBABAVA (2032/2033), NOVA/MAMBONE (2034/2035), MASSANGENA (2131/2132), CHIDOCO (2133), SAVE/BAZARUTO (2134/2135), CHICUALACUALA (2231), MACHAILA (2232), CHIGUBO (2233), MABOTE/VILANCULOS (2234/2235), RIO SINGUÉDZI/MASSINGIR (2331/2332), RIO CHANGANA (2333), FUNHALOURO/INHAMBANE (2334/2335), CHILEMBENE (2431/2432), CHÓKWÈ (2433), ZAVALA/INHARRIME (2434/2435), MAPUTO (2531/2532), XAI-XAI//ZAVALA (2533/2534) AND BELA-VISTA (2632). ESCALA / SCALE 1:250 000 GTK CONSORTIUM 2006 MINERAL RESOURCES MANAGEMENT CAPACITY BUILDING PROJECT Volume 1 Page 3 © National Directorate of Geology, Republic of Mozambique Date: 31.12.2006 Electronically available on CD-ROM from: In Mozambique: In South Africa The Director The Director National Directorate of Geology (DNG) Council for Geoscience (CGS) Praça 25 de Junho, 380, 4th floor 280 Pretoria Str. Silverton, Pretoria PO BOX 217 Private Bag X112 Maputo, Mozambique Pretoria, 0001, South Africa Tel: +258 (21) 312082/3 +27 (012) 8411018 +258 823128670 Fax: +258 (21) 429216 +27 (012) 8411221 e-mail: e-mail: edaudi@teledata.mz, edaudi@tvcabo.co.mz rprice@geoscience.org.za Price available on request. The National Directorate of Geology (DNG), Ministry of Mineral Resources, Republic of Mozambique, in collaboration with a consortium headed by the Geological Survey of Finland (GTK), and with funding from the Nordic Development Fund (NDF Credit 335), produced this Map Explanation, within the terms of the Mineral Resource Management Capacity Building Project (MRMP), contract 02/QCBS/B22./ MIREME-UCPM/2002. Volume 1 Page 4 The GTK Consortium’s field team for LOT 3 (Volume 1) comprised following geologists: • Yrjö Pekkala (GTK – Project Director, Mineral Expert) • Tapio Lehto (GTK – Deputy Project Director, Mineral Resources) • A.B. Phil Westerhof (ITC – Project Advisor) • Robbert Rutten (ITC – Sedimentology Expert) • Esko Korkiakoski (GTK – Mineral Resources) • Tapio Kuivasaari (GTK – Industrial Mineral Expert) • Hannu Mäkitie (GTK – Field Team Leader) • Tuomo Manninen (GTK – Mapping Expert) • Saku Vuori (GTK – Mapping Expert) • Toni Eerola (GTK – Mapping Expert) • João M. Marques (Gondwana, Lda – Mapping Expert) • Amad Mamad (Gondwana, Lda – Sedimentary geologist, Hydrocarbons Expert) • Reinaldo Gonçalves Jr. (Gondwana, Lda – Mineral Resources) • Maurizio Ferrara (Gondwana, Lda – Mapping Expert) • Mário Deus (Gondwana, Lda – Mineral Resources, Logistics) The DNG trainee geologists and technicians that participated in LOT 3 mapping: • Adriano Sénvano, geologist, DNG Maputo • Vladimiro Manhiça, geologist, DNG Maputo • Rogério Matola, geologist, DNG Maputo • Inácio Saranga, geologist, DNG Maputo • Victorino Joaquim, technician, DNG Maputo • Carlos Pambo, technician, DNG Maputo Data base construction and updating: • Olli Rantala (GTK, design planning) • Antti Kahra (GTK, planning, coordination) • Markku Tiainen (GTK, data management) • Esko Korkiakoski (GTK, mineral data) • Tapio Lehto (GTK, mineral data) • Jari Väätäinen (GTK, photo data base) • Petri Rosenberg (GTK, observation data base) The processing of data and maps by: • Olli Rantala (GTK, Manager, databases and airphotos, photo data base) • Antti Kahra (GKT, data management) • Hilkka Saastamoinen (GTK, map digitations and data management) • Eira Kuosmanen (GTK, GIS geologist, map production, satellite images) • Anneli Lindh (GTK, map production, data management) • Hanna Virkki (GTK, GIS gelogist, map production) • Merja Janhila (GTK, GIS geologist, map production) • Riikka Koskinen (GTK, GIS geologist, map production) • Mirjami Ajlani (GTK, map production) • Helena Saarinen (GTK, map production) • Marita Ranta-Pantti (GTK, input of data) Volume 1 Page 5 The Remote Sensing/GIS team: • Willy Lehman Weng (GEUS – GIS Expert) • Bjørn Hermansen (GEUS – GIS Expert) • Olli Rantala (GTK – Head GIS Department) • Antti Kahra (GTK – GIS Expert) • Markku Tiainen (GTK – GIS Expert) • Ernst Schetselaar (ITC – GIS/RS Expert) • Tsehaie Woldai (ITC – RS Expert) The Airborne Geophysics team: • Colin V. Reeves (ITC – Interpretation Expert) • Sally Barritt (ITC – Processing Expert) • Hilkka Arkimaa (GTK – Processing Expert) • Tapio Ruotoistenmäki (GTK – Interpretation Expert) Written contributions to the present Map Explanation by: • A.B. Phil Westerhof (ITC/Westcourt GeoConsult – Principal Author) • Robbert F.X. Rutten (ITC) • João M. Marques (Gondwana, Lda) • Maurizio Ferrara (Gondwana, Lda) • Hannu Mäkitie (GTK) • Tuomo Manninen (GTK) • Saku Vuori (GTK) • Toni Eerola (GTK) • Tapio Lehto (GTK – Mineral Expert) • Yrjö Pekkala (GTK – Industrial Minerals) Cover photo: Large flow fold in densely welded ignimbrite of the Pequenos Libombos rhyolite Member. Aggregate quarry north of the Portela mountain (SDS 2632). For future reference: GTK Consortium (2006a). Map Explanation; Volume 1: Sheets 2032 – 2632. Geology of Degree Sheets, Espungabera/Chibabava, Nova/Mambone, Massangena, Chidoco, Save/Bazaruto, Chicualacuala, Machaila, Chigubo, Mabote/Vilanculos, Rio Singuédzi/Massingir, Rio Changana, Funhalouro/Inhambane, Chilembene, Chókwè, Zavala/Inharrime, Maputo, Xai-Xai/Zavala and Bela-Vista, Mozambique. Ministério dos Recursos Minerais, Direcção Nacional de Geologia, Maputo. Volume 1 Page 6 FOREWORD The present Map Explanation (Volume 1) and related Geological Maps and Database have been produced by a consortium composed of the Geological Survey of Finland (GTK, leading partner), the International Institute for Geo-Information and Earth Observation (the Netherlands), the Geological Survey of Denmark and Greenland (GEUS) and Gondwana Lda (Mozambique) as part of the Geo Infrastructure Development Project (GIDP), a sub- project of the larger Mineral Resources Management Capacity Building Project (MRMP). This consortium will be further referred to as ‘GTK Consortium’. The above project and sub-project have been implemented under the supervision of the National Directorate of Geology (DNG), Ministry of Mineral Resources, Republic of Mozambique. The major component of the GIDP has been to re-map, upgrade and improve existing geological maps in order to create a comprehensive and uniform coverage of geological maps at scale 1:250 000 and a partial coverage of detailed maps (scale 1:50 000) of selected areas of high mineral potential. The GTK Consortium undertook this task in LOT 2 (and Extension) and LOT 3 (and Extension) as shown in Fig 1. The scope of LOT 3 included 1) the compilation of existing map data into a series of 1:250 000 map sheets (total 20 pcs), 2) reinterpretation and compilation of the map legends in terms of the new lithostratigraphic framework created for Mozambique, 3) a review of the geology,based mainly on remote sensing data, but including limited fieldwork to resolve critical problems in key areas and undertake reconnaissance mapping in other areas and 4) provisional mineral maps in scale 1:250 000 accompanied by inventory of mineral deposits and occurrences. A consortium comprising Norconsult and the Norwegian and British Geological Surveys (NGU and BGS) has co-implemented a contract for LOT 1 (and Extensions; Fig. 1). These projects were financed from a special grant from the Nordic Development Fund (NDF). The remainder of the territory of Mozambique has been re-mapped by the South African Council for Geoscience (CGS) under a separate bilateral contract. Fig. 1. Configuration of areas re- mapped by the DNG in collaboration with various international consortia. Volume 1 Page 7 The present Map Explanation represents Volume 1 of a series of Map Explanations covering various parts of the territory of Mozambique (Fig. 2). It is bounded by 20° South, 36° East and the international border with Zimbabwe, South Africa and Swaziland and contains the following Square Degree Sheets (SDS): 2032/2033, 2034/2035, 2131/2132, 2133, 2134/2135, 2231/2232, 2233, 2234/2235, 2331/2332, 2333, 2334/2335, 2431/2432, 2433, 2434/2435, 2531/2532, 2533/2534 and 26321. Each Map Explanation emphasises certain aspects of the geology of Mozambique. This Map Explanation stresses the geodynamic development and industrial mineral and hydrocarbon potential of the Mozambique Basin. All locations (e.g. in captions) are in UTM coordinates. Please note that in the area covered by LOT 3 reference is made to the 36 K zone. Fig. 2. Map Explanation Volume numbers in LOT 2 (+ Extension) and LOT 3 (+ Extension). This Map Explanation covers Volume 1 (SDS in red colour). 1 A Square Degree Sheet or SDS (1° x 1° or ~ 100 x 100 km) also DS=Degree Sheet, is numbered after the coordinates of the upper left corner. For example, SDS 1834 is located south of 18° south and east of 34° east. Volume 1 Page 8 TABLE OF CONTENTS FOREWORD ....................................................................................................... 6 ABSTRACT ....................................................................................................... 16 RESUMO ........................................................................................................... 18 RESUMO ALARGADO DA NOTÍCIA EXPLICATIVA (VOLUME 1).... 18 ANTECEDENTES DO PROJECTO .............................................................. 18 METODOLOGIA ............................................................................................. 18 INFRA-ESTRUTURAS E GEOMORFOLOGIA.......................................... 19 LITO-ESTRATIGRAFIA E GEOLOGIA REGIONAL .............................. 19 TERRENO DO GONDWANA SUL - CRATÃO DO KALAHARI E CINTURÕES DOBRADOS DE IDADE PROTEROZÓICA....................... 21 COBERTURA FANEROZÓICA - SUPERGRUPO DO KAROO.............. 23 COBERTURA FANEROZÓICA - SISTEMA DO RIFTE ESTE- AFRICANO ....................................................................................................... 25 RECURSOS MINERAIS.................................................................................. 31 LIST OF TABLES ............................................................................................ 34 LIST OF FIGURES .......................................................................................... 34 CHAPTER 1 ...................................................................................................... 50 INTRODUCTION............................................................................................. 50 1.1. BACKGROUND OF THE PROJECT..................................................... 50 1.2. HISTORY AND SYNTHESIS OF PREVIOUS WORK........................ 50 CHAPTER 2 ...................................................................................................... 53 METHODOLOGIES AND PROCEDURES.................................................. 53 2.1. INTRODUCTION...................................................................................... 53 2.2. EXISTING DATA ...................................................................................... 53 2.3. COMPILATION AND SYNTHESIS ....................................................... 55 2.3.1. Digitising and Compilation of Existing Geological Maps......................................... 55 2.3.2. Satellite Imagery........................................................................................................... 56 Landsat 7 ETM data................................................................................................................ 56 ASTER data ............................................................................................................................. 56 2.3.3. Airborne Geophysics.................................................................................................... 59 2.4. DATA PROCESSING................................................................................ 59 2.4.1. Geometric Registration of Satellite Imagery ............................................................. 60 2.4.2. Topographic Base Maps .............................................................................................. 63 Datum transformation............................................................................................................. 64 Manual digitising .................................................................................................................... 65 Volume 1 Page 9 SRTM digital elevation data.................................................................................................... 66 2.4.3. Digital Enhancement of LANDSAT-7 TM Scenes .................................................... 67 2.4.4. Digital Enhancement of ASTER VNIR Scenes.......................................................... 69 2.4.5. Digital Enhancement of Airborne Geophysical Grids .............................................. 69 2.4.6. Digital Enhancement of SRTM Data.......................................................................... 71 2.4.7. Integrated Enhancement of Radiometric and Landsat TM Scenes ........................ 72 2.4.8. Digital Interactive Interpretation of Compiled and Processed Data Sets............... 73 2.4.9. Interpretation of Lithological Units............................................................................ 74 2.4.10. Geological Image Interpretation of Structural Features........................................ 77 2.5. FIELD VERIFICATION AND MAPPING............................................. 80 2.6. LABORATORY WORK ........................................................................... 80 2.6.1. Petrography .................................................................................................................. 80 2.6.2. Geochronology.............................................................................................................. 82 2.6.3. Lithogeochemistry........................................................................................................ 82 2.7. GEO-INFRASTRUCTURE PRODUCTS ............................................... 83 2.7.1. Geological Maps ........................................................................................................... 83 2.7.2. Map Explanations ........................................................................................................ 83 2.7.3. Petrophysical Database................................................................................................ 85 2.8. INVENTORY OF MINERAL RESOURCES......................................... 85 CHAPTER 3 ...................................................................................................... 88 INFRASTRUCTURE........................................................................................88 CHAPTER 4 ...................................................................................................... 90 PHYSIOGRAPHY AND GEOMORPHOLOGY .......................................... 90 4.1. GEOMORPHOLOGY............................................................................... 90 4.2. CLIMATE................................................................................................... 92 CHAPTER 5 ...................................................................................................... 93 LITHOSTRATIGRAPHY................................................................................ 93 5.1. PRINCIPLES.............................................................................................. 93 5.2. HISTORIC DEVELOPMENT ................................................................. 94 5.3. REGIONAL GEOLOGY .......................................................................... 94 5.3.1. Archaean Cratons and Mobile Belts........................................................................... 95 5.3.2. Palaeoproterozoic Fold Belts....................................................................................... 97 5.3.3. Mesoproterozoic Fold Belts ......................................................................................... 97 5.3.4. Neoproterozoic Pan-African Fold Belts ..................................................................... 99 5.3.5. Neoproterozoic – Cambrian Platform Sediments ................................................... 100 5.3.6. Post-Pan-African Cambrian – Carboniferous Platform Sediments...................... 101 5.3.7. Late Carboniferous – Early Jurassic Sediments and Volcanics of the Karoo...... 102 5.3.8. Cretaceous – Recent Sediments and Volcanics of the East Africa Rift System.... 104 5.4. GEODYNAMIC PRINCIPLES: WILSON OR SUPERCONTINENT CYCLES AND SUPERPLUMES.......................................................... 105 5.4.1. Wilson or Supercontinent Cycles.............................................................................. 105 5.4.2. Superplumes ............................................................................................................... 107 Volume 1 Page 10 5.5. GEOCHRONOLOGY, WITH EMPHASIS ON NEW DATA............ 108 5.5.1. Phanerozoic Cover ..................................................................................................... 108 5.5.2. Crystalline Basement ................................................................................................. 109 5.6. CRYSTALLINE TERRANES AND PHANEROZOIC COVER ....... 109 CHAPTER 6 .................................................................................................... 111 SOUTH GONDWANA BASEMENT – KALAHARI CRATON ............... 111 6.1. INTRODUCTION.................................................................................... 111 6.2. UMKONDO GROUP............................................................................... 113 6.2.1. Introduction ................................................................................................................ 113 6.2.2. Lithology ..................................................................................................................... 114 Dacata Formation* ............................................................................................................... 114 Espungabera Formation* (P2UEv) ...................................................................................... 119 6.2.3. Geochemistry .............................................................................................................. 121 6.2.4. Age ............................................................................................................................... 122 6.3. MASHONALAND SUITE (P2ML)......................................................... 122 6.3.1. Introduction ................................................................................................................ 122 6.3.2. Lithology ..................................................................................................................... 123 6.3.3. Geochemistry .............................................................................................................. 124 6.3.4. Age ............................................................................................................................... 126 CHAPTER 7 .................................................................................................... 128 SOUTH GONDWANA BASEMENT – PROTEROZOIC FOLD BELTS128 7.1. INTRODUCTION.................................................................................... 128 7.2. GAIREZI FORMATION* (P1Z) ............................................................ 129 7.2.1. Introduction ................................................................................................................ 129 7.2.2. Lithology ..................................................................................................................... 130 Arenaceous Mica Schist (P1Zas) .......................................................................................... 131 Mica Schist (P1Zms).............................................................................................................. 132 Saccharoidal quartzite (P1Zqs) ............................................................................................. 133 Muscovite-biotite schist (P1Zss) ............................................................................................ 134 7.2.3. Age ............................................................................................................................... 136 7.3. BÁRUÈ COMPLEX ................................................................................ 137 7.3.1. Introduction ................................................................................................................ 137 7.3.2. Chimoio Group........................................................................................................... 138 Migmatitic paragneiss (P2BCmi) .......................................................................................... 138 Inchope gneiss (P2BUig) ...................................................................................................... 139 CHAPTER 8 .................................................................................................... 140 PHANEROZOIC COVER – KAROO SUPERGROUP ............................. 140 8.1. INTRODUCTION.................................................................................... 140 8.2. LOWER KAROO GROUP..................................................................... 141 8.2.1. Introduction ................................................................................................................ 141 Volume 1 Page 11 8.2.2. Lithology ..................................................................................................................... 141 Moatize Formation* (PeM).................................................................................................. 141 8.3. UPPER KAROO GROUP....................................................................... 143 8.3.1. Introduction ................................................................................................................ 143 8.3.2. Lithology ..................................................................................................................... 144 Cádzi Formation*(PeC) ........................................................................................................ 144 8.4. RIO NHAVÚDEZI FORMATION* ...................................................... 146 8.4.1. Introduction ................................................................................................................ 146 8.4.2. Lithology .....................................................................................................................146 Basalts.................................................................................................................................... 146 Geochemistry ......................................................................................................................... 146 8.5. LEBOMBO MONOCLINE..................................................................... 147 8.5.1. Introduction ................................................................................................................ 147 8.5.2. Letaba-Pafuri Formation (JrLB).............................................................................. 149 8.5.3. Sabie River Formation (JrSba)................................................................................. 149 Basalts.................................................................................................................................... 149 Rhyolites................................................................................................................................. 149 Age ......................................................................................................................................... 150 8.5.4. Umbelúzi Formation (JrU)........................................................................................ 150 Introduction ........................................................................................................................... 150 Dacites (JrUt) ........................................................................................................................ 150 Basalt and massive dolerite member (JrUb) ........................................................................ 150 Rhyolitic ash-flow tuffs and ignimbrites (JrUr).................................................................. 151 Rhyolitic lavas........................................................................................................................ 154 Volcanic breccias................................................................................................................... 156 Tuff Member (JrUf) .............................................................................................................. 156 Microgranite (JrUg) .............................................................................................................. 158 Age ......................................................................................................................................... 158 8.5.5. Movene Formation (JrM).......................................................................................... 159 Introduction ........................................................................................................................... 159 Basalt (JrM)........................................................................................................................... 159 Pequenos Libombos Rhyolite Member (JrMr)..................................................................... 161 Rhyolite breccia (JrMbr)....................................................................................................... 164 Quartz latite (JrMq)............................................................................................................... 165 Pessene alkaline lava (JrPal)................................................................................................ 165 8.5.6. Upper Karoo intrusive rocks..................................................................................... 166 Pessene nepheline syenite (JrPns)........................................................................................ 166 Mafic dykes and sills (Jrdo, do) ............................................................................................ 167 Gabbroic dykes (Jrgd) ........................................................................................................... 168 8.5.7. Geochemistry .............................................................................................................. 169 CHAPTER 9 .................................................................................................... 172 PHANEROZOIC COVER – EAST AFRICA RIFT SYSTEM.................. 172 9.1. INTRODUCTION.................................................................................... 172 9.2. GENERALISED STRATIGRAPHY ..................................................... 174 Volume 1 Page 12 9.3. LATE JURASSIC – EARLY CRETACEOUS (SEQUENCE 1)......... 176 9.3.1. Introduction ................................................................................................................ 176 9.3.2. Lupata Group ............................................................................................................. 176 Tchazica Formation* ............................................................................................................ 179 Monte Mazambulo Formation*............................................................................................ 180 Red Beds of the Lupata Group in drill holes........................................................................ 180 Volcanic rocks of the Lupata Group .................................................................................... 181 Age ......................................................................................................................................... 181 9.4. MIDDLE – LATE CRETACEOUS (SEQUENCE 2)........................... 181 9.4.1. Introduction ................................................................................................................ 181 9.4.2. Sena Formation* (CrS).............................................................................................. 181 Introduction ........................................................................................................................... 181 Lithology ................................................................................................................................ 182 Age ......................................................................................................................................... 184 9.4.3. Domo Formation* ...................................................................................................... 184 9.5. LATE CRETACEOUS – EARLY PALAECENE (SEQUENCE 3) ... 185 9.5.1. Introduction ................................................................................................................ 185 9.5.2. Grudja Formation* (CrG)......................................................................................... 185 Introduction ........................................................................................................................... 185 Lithology ................................................................................................................................ 185 9.5.3. Incomanini Formation* (CrI) ................................................................................... 186 Introduction ........................................................................................................................... 186 Lithology ................................................................................................................................ 187 Age ......................................................................................................................................... 187 Undifferentiated Cretaceous (CrM)...................................................................................... 188 Age ......................................................................................................................................... 188 9.6. PALEOCENE-PLIOCENE (SEQUENCES 4 AND 5) ......................... 188 9.6.1. Introduction ................................................................................................................188 9.6.2. Mapai Formation* (TeA)........................................................................................... 189 Introduction ........................................................................................................................... 189 General lithology ................................................................................................................... 192 Lithology ................................................................................................................................ 192 Age ......................................................................................................................................... 198 9.6.3. Mangulane Formation* (TeM) ................................................................................. 198 Introduction ........................................................................................................................... 198 9.6.4. Tembe Formation* (TeT) .......................................................................................... 200 9.6.5. Inhaminga Formation* (TeI) .................................................................................... 201 Introduction ........................................................................................................................... 201 Lithology ................................................................................................................................ 201 Age ......................................................................................................................................... 201 9.6.6. Maputo Formation* (TeP)......................................................................................... 201 Introduction ........................................................................................................................... 201 Regional appearance............................................................................................................. 202 Lithology ................................................................................................................................ 202 Overall depositional setting................................................................................................... 204 Age ......................................................................................................................................... 204 Volume 1 Page 13 9.6.7. Boane Formation* (TeB) ........................................................................................... 205 Introduction ........................................................................................................................... 205 Lithology ................................................................................................................................ 205 9.6.8. Salamanga Formation* (TeS) ................................................................................... 207 Introduction ........................................................................................................................... 207 Lithology ................................................................................................................................ 207 9.6.9. Cheringoma Formation* (TeC) ................................................................................ 211 Introduction ........................................................................................................................... 211 Lithology ................................................................................................................................ 211 Age ......................................................................................................................................... 212 9.6.10. Jofane Formation* (TeJ) ......................................................................................... 212 Introduction ........................................................................................................................... 212 Lithology ................................................................................................................................ 212 Urrongas Limestone Member (TeJu) ................................................................................... 213 Cabe (Calcarenite) Member (TeJc) ...................................................................................... 215 Sandstone with local silicification (TeJs)............................................................................. 215 Conglomeratic sandstone/ reworked sandstone (TeJco) ..................................................... 216 Divinhe limestones ................................................................................................................ 216 Age ......................................................................................................................................... 216 9.6.11. Inharrime Formation* (TeIn) ................................................................................. 217 Age ......................................................................................................................................... 217 9.6.12. Ponte Vermelha Formation* (TeVs) ...................................................................... 217 9.6.13. Mazamba Formation* (TeZ).................................................................................. 218 Introduction ........................................................................................................................... 218 Lithology ................................................................................................................................ 218 Age ......................................................................................................................................... 219 9.7. QUATERNARY DEPOSITS .................................................................. 220 9.7.1. Introduction ................................................................................................................ 220 9.7.2. Aeolian sand (Qe) ....................................................................................................... 220 9.7.3. Fluvial terrace gravel and sand (Qt) ........................................................................ 221 9.7.4. Eluvial floodplain mud (Qpi) .................................................................................... 222 9.7.5. Colluvium (Qc) ........................................................................................................... 223 9.7.6. Raised beach sediment/Coastal sand(stone) (Qcs) .................................................. 223 Age ......................................................................................................................................... 225 9.7.7. Lacustrine Limestone (Qll)....................................................................................... 226 9.7.8. Eluvial floodplain clayey sand (Qps) ........................................................................ 227 9.7.9. Alluvial mud of fluvial-marine origin (Qst)............................................................. 228 9.7.10. Alluvium, sand, silt, gravel (Qa) ............................................................................ 228 9.7.11. Internal dune (Qdi) .................................................................................................. 230 Age ......................................................................................................................................... 231 9.7.12. Coastal sand dune and beach sand (Qd) ................................................................ 232 9.7.13. Pebble-bearing debris (Mantos de Cascalheiras) (Qp)......................................... 234 CHAPTER 10 ..................................................................................................236 STRUCTURE AND METAMORPHISM .................................................... 236 10.1. INTRODUCTION.................................................................................. 236 Volume 1 Page 14 10.2. METAMORPHIC AND STRUCTURAL DEVELOPMENT OF THE PRECAMBRIAN BASEMENT............................................................. 236 10.2.1. Introduction .............................................................................................................. 236 10.2.2. Grenville Orogenic Cycle......................................................................................... 237 10.2.3. Pan-African Orogenic Cycle ................................................................................... 237 10.3. MOZAMBIQUE BASIN........................................................................ 237 10.3.1. Introduction .............................................................................................................. 237 10.3.2. Karoo Rift Event ...................................................................................................... 238 10.3.3. Post-Karoo Major Tectonic Events ........................................................................ 238 10.3.4. Principal Structural Elements in the Mozambique Basin.................................... 240 10.3.5. Basin Modelling ........................................................................................................ 242 CHAPTER 11 .................................................................................................. 245 GEODYNAMICIC EVOLUTION ................................................................ 245 11.1. INTRODUCTION.................................................................................. 245 11.2. CRYSTALLINE BASEMENT ............................................................. 245 11.2.1. Introduction .............................................................................................................. 245 11.2.2. Archaean Crustal Growth of the Kalahari Craton............................................... 246 11.2.3. Palaeoproterozoic Extension of the Kalahari Craton........................................... 246 11.2.4. Palaeoproterozoic Orogeny ..................................................................................... 247 11.2.5. Mesoproterozoic Pre-Kibaran Extension............................................................... 247 11.2.6. Mesoproterozoic Grenville Orogenic Cycle – Rodinia Supercontinent .............. 247 11.2.7. Post-Rodinia Break-up (Neoproterozoic)............................................................... 248 11.2.8. Pan-African Orogenic System (Neoproterozoic – Ordovician)............................ 248 11.3. MOZAMBIQUE BASIN........................................................................ 250 11.3.1. Introduction .............................................................................................................. 250 11.3.2. Karoo Rift Phase ...................................................................................................... 250 11.3.3. Neo-Tethys Drift/Rift Phase .................................................................................... 251 Early to Middle Cretaceous Incipient Rift Volcanism and Transgression ......................... 252 Campanian-Maastrichtian Regression................................................................................. 255 Palaeocene passive continental margin................................................................................ 256 Eocene Transgression ........................................................................................................... 257 Late Eocene regression and Oligocene erosive event .......................................................... 258 Lower and Middle Miocene transgression ........................................................................... 258 Late Miocene unconformity and Pliocene transgression .................................................... 259 Pleistocene and Holocene ..................................................................................................... 261 CHAPTER 12 .................................................................................................. 264 MINERAL RESOURCES .............................................................................. 264 12.1. INTRODUCTION.................................................................................. 264 12.2. INDUSTRIAL MINERALS .................................................................. 266 Volume 1 Page 15 12.2.1. Ilmenite, Rutile and Zircon in Heavy Mineral Sands ....................................... 266 Introduction ........................................................................................................................... 266 Chibuto................................................................................................................................... 266 Xai-Xai ................................................................................................................................... 267 Other ‘Black Sand’ prospects ............................................................................................... 268 12.2.2. Bentonite ................................................................................................................... 268 12.2.3. Diatomite ................................................................................................................... 268 Manhiça ................................................................................................................................. 269 12.3. CONSTRUCTION MATERIALS........................................................ 270 12.3.1. Aggregates................................................................................................................. 270 12.3.2. Dimension Stone ....................................................................................................... 273 12.3.3. Sand and Gravel ....................................................................................................... 273 12.3.4. Brick Clay ................................................................................................................. 275 12.3.5. Limestone .................................................................................................................. 275 12.4. ENERGY MINERALS .......................................................................... 277 12.4.1. Coal............................................................................................................................ 277 12.5. HYDROCARBONS ............................................................................... 278 12.5.1. Introduction .............................................................................................................. 278 12.5.2. Natural Gas............................................................................................................... 279 12.5.3. Oil............................................................................................................................... 280 12.5.4. Current Developments............................................................................................. 280 12.6. MINERAL POTENTIAL...................................................................... 284 12.7. RECOMMENDATIONS FOR EXPLORATION .............................. 285 12.7.1. Basement ................................................................................................................... 285 12.7.2. Phanerozoic Cover ................................................................................................... 285 APPENDIX 12.1 .............................................................................................. 287 REFERENCES VOLUME 1 ..........................................................................288 Appendix 1. Definition of lithostratigraphic units Appendix 2. Age Results, Mozambique Mapping Project/LOT3: Map Explanation, Vol. 1 Appendix 3. Chemical analysis of rocks Appendix 4. Microprobe analysis of minerals Appendix 5. The sedimentary profile at the Massingir village Appendix 12.1. Mineral indications, occurrences and deposits Volume 1 Page 16 ABSTRACT The area covered by this Map Explanation (Volume 1) comprises a variety of lithologies that record a wide span of geological eras from Proterozoic until the present. The vast majority of mapped rocks represent products of sedimentary processes that are associated to the geodynamic evolution of Africa and South Gondwana Terrain in particular. The Archaean nucleus of Kalahari Craton is bounded by Proterozoic fold belts that are observed in topographically elevated areas in northwestern region of this mapping area. During the Phanerozoic, large segments of the Precambrian basement in Southern Africa were overlain by sediments and volcanics of Karoo Supergroup. The remnants of sedimentary rocks of this group are more widespread than the volcanics, which are typically bounded to the margins of Proterozoic terrains due to extensional and continental rifting processes. The break-up of the Gondwana supercontinent is typically associated with voluminous extrusive and intrusive magmatism, but it also initiated the formation of Mozambique Basin. Subsidence of the basin was prolonged by subsequent development of the East Africa rift system that resulted in the deposition of Early to Middle Cretaceous sedimentary sequences on the top of extrusive rocks related to the break-up of Gondwana. These two events, combined with basin subsidence, continental rise and episodic eustatic sea level fluctuations have defined the main framework of Mozambique Basin development, which still continues. This basin forms the main part of the ~ 185 000 km² wide onshore mapping area in addition to considerable offshore deposits. The overall sedimentary column of the Mozambique Basin can be divided into a shallow platform sequence and sequences deposited in deeper sea that are restricted to a few narrow rift structures. Five major Cretaceous-Tertiary basin-wide depositional sequences are recognized that are delineated by angular unconformities. Facies changes generally record eastward transition from terrestrial deposits via paralic and shallow marine to deeper marine deposits, which may reach a thicknesses of >10 000 m in the Zambezi delta area. Cretaceous-Tertiary sedimentary rocks were exposed to erosion during the late Cainozoic resulting in that the Pliocene, Pleistocene and Holocene deposits consist essentially of reworked and winnowed weathering products. The Pleistocene consists of red and consolidated, mostly slightly eroded dune sands, while most of the Holocene comprises of recent alluvium and inland and coastal dunes. Although these Quaternary deposits occupy ~90% of the current land area of this Map Explanation they typically form only thin overburden that covers the prevailing Phanerozoic rocks. Since limited amount of historical exploration has been carried out in the area covered by this Map Explanation, containing rocks from Proterozoic to present, there is large potential for various new mineral resources. Currently exploited valuable mineral resources include: hydrocarbons (natural gas), bentonite, diatomite, rock aggregates, dimension stone, limestone, brick clay, sand and gravel and mineral water. The presently known valuable natural resources include: iron, copper, graphite, diamond, ilmenite, rutile, zircon, halite, gypsum, coal, fluorite and phosphorite. The metasediments of the Proterozoic Gairezi and Umkondo Groups along the frontier with Zimbabwe host showings of iron, copper and limestone (marble). Further, graphite exists in Proterozoic gneisses and schists as small disseminations or as narrow veins and small lenses, often in the proximity of marble horizons. Alluvial, micro-sized diamonds have been found in the Limpopo and Singédzi rivers in Gaza Province, probably transported by the Volume 1 Page 17 rivers from the South African Kaapvaal Craton. World class deposits of heavy mineral sands, enriched in ilmenite, rutile and zircon, are found in dunes and beach sands along the coastal zone from Maputo to Inhambane as well as in paleodunes from Chibuto to Xai-Xai. Bentonite occurs typically as a weathering product of rhyolites and rhyolitic tuffs of the Karoo volcanics, distributed in the Pequenos Libombos range and adjacent areas. Most of the bentonite from Boane Mine is exported without further treatment. More marketing and product development are required in order to add value and increase revenues. Many fluvial and lagoonal depressions between Pleistocene dunes from Inhambane in the north to Matituine south of Maputo have accumulated diatomite (kieselguhr). Possibilities for creating a stronger market for good quality diatomite resources in Maputo and Gaza Province, replacing imported material, should obviously be studied. Karoo rhyolites provide good raw material for rock aggregates and dimension stones, which, together with limestone, sand, gravel and various types of clay, are the backbone of the growing construction industry. Although sand and gravel deposits are widespread, high quality varieties are less common, as well as good quality clay deposits, which would be adequate for brick burning. The major resources of limestone, halite and gypsum are associated with Eocene Cheringoma and the Miocene Jofane Formations*. Associated witth the Karoo Supergroup, indications of coal seams are found in the Espungabera sub-basin, near Zimbabwean border. Whereas fluorite occurs in Mesozoic fractures that are related to the Karoo and/or Cretaceous rift evolution, the sedimentary deposits of phosphorite near Magude, 85 km NNW from Maputo, are associated with calcarenites of the Jofane Formation*. In addition there are reserves of bat guano in karst-type caverns in Buzi area. The resources of mineral water are considered to be abundant along the rift faults of the mountain ridges in the western border area with South Africa and Zimbabwe. Demand for good quality mineral water is steadily growing both for local consumption and for export. At present the most important mineral resources in Mozambique south of the 20th parallel are the hydrocarbons. Indications of hydrocarbons are discovered in the Rovuma and Mozambique Basins. Commercial natural gas is produced from various horizons in the Lower Grudja in the central portion of the Mozambique Basin (e.g. Pande, Temane and Buzi), where the reservoirs constitute shallow water shoals and bars. Potential areas for oil have been reported in offshore segments of Mozambique Basin. Economically very important are also the heavy mineral sands and deposits along the coastal zone from Maputo to Inhambane, of which the Corridor Sands’ Chibuto project is at present the most advanced. KEY WORDS: Areal geology, basalt, construction materials, Cretaceous, geological mapping, Gondwana, heavy minerals, Jurassic, Karoo, Lebombo, limestone, natural gas, Mashonaland, Movene, Mozambique basin, Phanerozoic, Proterozoic, Quaternary, rift, rhyolite, sedimentary rocks, schist, structure, Umbelúzi, Umkondo, volcanic rocks. Volume 1 Page 18 RESUMO RESUMO ALARGADO DA NOTÍCIA EXPLICATIVA (VOLUME 1) CARTAS GEOLÓGICAS 2032-2035, 2131-2135, 2231-2235, 2331-2335, 2431-2435, 2531-2534 e 2632 ANTECEDENTES DO PROJECTO Como parte da política geológica e mineira do Governo de Moçambique, o Ministério dos Recursos Minerais (MIREM), através da Direcção Nacional de Geologia (DNG), encoraja a expansão das infra-estruturas geocientíficas nacionais, em apoio à promoção de investimentos mineiros e ao desenvolvimento social e económico sustentável do país. Desde o tempo colonial que se efectuamtrabalhos sistemáticos de cartografia geológica em Moçambique e, após a Independência (Junho de 1975), foram levados a cabo inúmeros levantamentos geofísicos, geoquímicos e geológicos. Os arquivos da DNG contêm uma quantidade apreciável de rica informação geocientífica. Todavia, a maior parte desta informação encontra-se ultrapassada no que se refere à tecnologia actualmente utilizada e aos conceitos geológicos baseados em técnicas modernas de apoio à pesquisa mineral. Assim, tornava-se de extrema importância efectuar-se a conclusão e modernização das infra- estruturas geocientíficas nacionais. Com vista a se atingirem tais objectivos, o Governo de Moçambique implementou o Projecto de Apoio Instituicional ao Sector Geológico-Mineiro (Mineral Resource Management Capacity Building Project - MRMP), como parte de um grande programa internacional. O objectivo principal do programa de cartografia do MRMP foi o de rever a cartografia geológica anteriormente realizada em certas áreas do país, bem como melhorar a qualidade das cartas geológicas noutras áreas, a fim de fornecer uma cobertura consistente em termos de qualidade para todo o território moçambicano. A cartografia geológica baseou-se em princípios lito-estratigráficos modernos e, como tal, um outro objectivo deste programa foi o de se tentarem resolver problemas estratigráficos, efectuarem controlos geocronológicos e de se solucionarem problemas estruturais. METODOLOGIA A metodologia de implementação do projecto incluiu a execução de um grupo de tarefas relevantes para a cartografia, bem como um programa de treino para vário pessoal técnico da DNG. A preparação desta nova geração de cartas geológicas melhoradas foi convenientemente subdividida em quatro fases, a saber: (1) Preparação; (2) Compilação e síntese da informação geológica existente; (3) Trabalhos de campo; e (4) Preparação dos produtos finais. Os produtos que constituem as cartas digitalizadas são baseados na interpretação combinada de uma variedade de conjuntos de dados digitais (imagens de satélite, dados de levantamentos aeromagnéticos e aeroradiométricos), trabalhos laboratoriais (petrologia, Volume 1 Page 19 litogeoquímica e geocronologia incluindo o método SHRIMP e datações convencionais U-Pb e Sm-Nd) e verificação prática no terreno. A interpretação interactiva das imagens compiladas e processadas provou ser muito efectiva (p. ex., a banda 5 da imagem Landsat 7, em combinação com três conjuntos de dados radiométricos, nomeadamente, K, Th e U, co- registados numa cela comum da dimensão do pixel/malha, foi integrada em imagens coloridas compostas pela aplicação de um algoritmo algébrico a tais pixels/malhas). Todos os dados, existentes e novos, foram incorporados num Sistema de Informação Mineral (Mineral Information System - MIS) em formato ArcGIS, o qual poderá ser consultado na DNG. INFRA-ESTRUTURAS E GEOMORFOLOGIA A área coberta pela presente Notícia Explicativa (Volume 1), mais adiante designada por ‘área cartografada’, ocupa a região meridional de Moçambique, a sul do paralelo 20º S. Apresenta uma superfície de aproximadamente 170 000 Km2. As infra-estruturas e geomorfologia da área são abordadas nos Capítulos 3 e 4. O último inclui uma revisão breve das zonas ou ciclos fisiográficos, de acordo com King (1961) e lida com o conceito de ‘tectónica do sôco’. LITO-ESTRATIGRAFIA E GEOLOGIA REGIONAL Aquando da preparação dos produtos cartográficos digitais foram aplicados princípios modernos de lito- e tecto-estratigrafia. Por forma a facilitar a correlação entre as unidades lito- e tectono-estratigráficas de Moçambique e as dos países vizinhos, descreve-se no Capítulo 5, de forma abreviada, a geologia regional de África. A África é largamente composta por um mosaico de cratões e cinturões móveis arcaicos, amalgamados por cinturões dobrados alongados, de idade proterozóico-câmbrica. Estes encontram-se cobertos por sedimentos indeformados e rochas extrusivas associadas, de idades neoproterozóica, carbonífera tardia a jurássica inicial e cretácico-quaternária (Tabela A.1; principalmente segundo Gabert, 1984; Dirks and Ashwal, 2002). Cinturões dobrados mais jovens, deformados durante as orogenias hercínica e alpina, apresentam apenas extensão local. Tabela A.1. Domínios tectono-estruturais-magmáticos de África. Evento/Sistema Era/Período Idade (M.a.) Fase principal Neogénico – Presente 23 - 0 Sistema do Rifte Este-Africano (SREA) Fase inicial Cretácico – Paleogénico 140 - 23 Karoo Carbonífero Superior – Jurássico Inferior 318 - 180 Terrenos Gondwanides Plataformas pós-pan-africanas <542 Orogenia pan-africana Neoproterozóico – Câmbrico 750 - 490 Pan-Africano Bacias do Pan-Africano inicial Neoproterozóico 900 - 700 Kibariano/Irumides/Grenvilliano Mesoproterozóico 1450 - 900 Fase tardia ~ 1860 Ubendiano/Usagariano Fase inicial Paleoproterozóico 2100 - 2025 Cratões (terrenos de granitos e rochas verdes) e cinturões móveis Arcaico 3800 - 2500 Volume 1 Page 20 As unidades lito-estratigráficas constituintes do território moçambicano podem ser convenientemente divididas entre um sôco cristalino com idade arcaica-câmbrica e uma cobertura de rochas com idade fanerozóica. O sôco cristalino compreende um conjunto heterogéneo de paragnaisses supracrustais metamorfizados, granulitos e migmatitos, ortognaisses e rochas ígneas. Do ponto de vista geodinâmico, é normalmente aceite que o sôco cristalino de Moçambique é composto por três terrenos* diferentes, que colidiram e se amalgamaram durante o Ciclo Orogénico Pan- Africano (COPA). Anteriormente à amalgamação pan-africana, cada terreno era caracterizado por um desenvolvimento geodinâmico individual e específico. Provisoriamente, estes terrenos são designados por Gondwana Este, Gondwana Oeste e Gondwana Sul (Tabela 5.4). As litologias do sôco discutidas na presente Notícia Explicativa (Volume 1) pertencem ao Terreno do Gondwana Sul e estão circunscritas à região noroeste da área cartografada. A grande maioria das unidades litológicas cartografáveis existentes na área abrangida pelo presente documento representa sucessões sedimentares que estão associadas com a evolução geodinâmica pós-pan-africana da região sudeste de África. Litologias do Supergrupo do Karoo foram descritas para consideráveis áreas e compreendem principalmente membros vulcânicos do Karoo Superior, os quais se encontram tipicamente bordejantes às margens dos terrenos precâmbricos por força de processos de extensão crustal e de abertura continental. O desmembramento do Gondwana está estritamente associado com marcante magmatismo extrusivo com cerca de 190 M.a. e representa o primeiro, mas firme, passo para a formação da Bacia de Moçambique. Depois de um período de acalmia que durou cerca de 50 M.a., a deriva e dispersão continental foi reactivada (aproximadamente aos 140 M.a.), facto que é manifestado pela instalação de corpos carbonatíticos dispersos, quimberlitos e rochas ígneas alcalinas associadas, e pela deposição de sequências sedimentares do Cretácico Inferior e até mais jovens, sobre as rochas relacionadas com o desmembramento do Gondwana. O desenvolvimento do Sistema do Rifte Este-Africano também foi iniciado no Cretácico, mas fortemente acelerado no Terciário. No domínio de Moçambique, a formação de margens passivas e o desenvolvimento do Rifte Este-Africano são processos sobrepostos e coevos. Os dois processos geodinâmicos combinados iniciaram um período prolongado de desenvolvimento de bacia, com subsidência, ascensão continental e flutuações episódicas eustáticas do nível do mar, que definiram a principal moldura do desenvolvimento da Bacia de Moçambique, o qual tem sido contínuo até aos nossos dias. Esta bacia forma a porção maior da área cartografada, com uma superfície de cerca de 185 000 Km2 no continente, bem como um considerável domínio marinho. A coluna sedimentar geral da Bacia de Moçambique pode ser subdivididanuma sequência de plataforma pouco profunda e em sequências mais profundas que estão restritas a várias estruturas estreitas do tipo rifte. Cinco sequências deposicionais maiores, de idade cretácico- terciária, foram reconhecidas como estando delineadas por descontinuidades ou hiatus. ____________________ * O termo ‘terreno’ é usado para indicar uma unidade tectónica de dimensão variável, ou seja, uma placa litosférica, um fragmento ou lasca de placa ou, ainda, uma massa tectónica tal como uma nappe. Por outro lado, ‘terreno’ constitui um termo genérico, grosseiramente comparável a ‘área’. Volume 1 Page 21 As mudanças de fácies registam geralmente uma transição, em direcção a leste, de depósitos terrestres, parálicos e marinhos de fraca profundidade, e de depósitos marinhos típicos e espessos, os quais podem registar espessuras significativas como, por exemplo, superiores aos 10 000 metros na região do delta do Rio Zambeze. Rochas sedimentares cretácico-terciárias foram expostas à erosão durante o Cenozóico Superior, resultando que as épocas do Pliocénico, Pleistocénico e Holocénico consistem essencialmente de produtos de alteração retrabalhados e desagregados. Embora o Pleistocénico consista principalmente de areias de dunas erodidas, avermelhadas e parcialmente consolidadas, a maior parte do Holocénico consiste de aluviões recentes e de areias de dunas interiores e exteriores. Apesar destes depósitos quaternários formarem geralmente apenas uma camada de cobertura fina, ocupam cerca de 90% da superfície de terreno da área presentemente cartografada. TERRENO DO GONDWANA SUL - CRATÃO DO KALAHARI E CINTURÕES DOBRADOS DE IDADE PROTEROZÓICA O Terreno do Gondwana Sul é composto por um núcleo arcaico, sedimentos de plataforma proterozóicos e cinturões dobrados proterozóicos. O núcleo arcaico, conhecido como Cratão do Kalahari, foi afectado por um desenvolvimento geodinâmico prolongado e complexo, entre 3.5 e 2.5 G.a., seguido por uma extensão paleoproterozóica aos ~2.0 – 1.7 G.a. e por outra extensão mesoproterozóica pré- kibariana aos cerca de 1350 – 1250 M.a. A maior parte da crusta juvenil foi acrecionada nas margens oriental e sul do Cratão do Kalahari durante a amalgamação colisional da Antárctica e a formação do Supercontinente Rodinia aos ~1000 – 1100 M.a. (Jacobs et al. 1993; Grantham et al. 1997; Wareham et al. 1998; Manhiça et al. 2001). A posterior fragmentação do Rodinia (~1000 – 850 M.a.), dispersão e reagrupamento de fragmentos, originaram a amalgamação dos Terrenos do Gondwana Este, Oeste e Sul, para além da impressão sobreposta pan-africana do Grenvilliano e litologias mais antigas grosso modo entre 0.60 e 0.45 G.a. (de Wit et al. 2001; Manhiça et al. 2001). A deformação pan- africana ao longo da margem do Cratão do Kalahari é manifestada pelo desenvolvimento de uma zona de cisalhamento orientada N-S e por uma segunda fase de migmatização e retrogradação. Uma pequena parte do Terreno do Gondwana Sul é restrito ao canto noroeste da área cartografada e coberta pela presente Notícia Explicativa (Graus Quadrados 2031/2032). Estas rochas proterozóicas podem ser divididas em três categorias, nomeadamente: (1) Sedimentos autóctones ou in situ e vulcanitos do Grupo mesoproterozóico de Umkondo; (2) Metassedimentos para-autóctones do Grupo de Gairezi* (engloba as anteriores Formações de Gairezi e de Fronteira); e (3) Metassedimentos alóctones do Complexo mesoproterozóico do Báruè. O Grupo de Umkondo representa uma sequência composta maioritariamente por rochas vulcano-sedimentares não metamórficas e indeformadas, que repousam discordantemente sobre o Cratão do Zimbabwe e o Cinturão do Limpopo. Na área de estudo, o Grupo de Umkondo inclui as Formações de Dacata* e de Espungabera*. A Formação de Dacata* compreende cinco membros, a saber: Quartzitos Inferiores (P2UDlq), Xistos Grafitosos (P2UDsc), Chertes (P2UDch), Siltitos (P2UDs) e Volume 1 Page 22 Quartzitos Superiores (P2UDqz). O tipo de rocha epiclástica mais comum é um siltito acastanhado, localmente xistento (Fig. 6.7), mas há igualmente quantidades consideráveis de quartzito. As rochas de Dacata são intruídas pelos corpos maciços e volumosos dos doleritos e dos microgabros de Mashonaland (datados de ~1.102 M.a.). O grau metamórfico no interior da Formação de Dacata* cresce ligeiramente no sentido este, onde ocorrem rochas do Grupo de Gairezi. As rochas do Grupo de Umkondo parecem apresentar a mesma idade dos corpos de doleritos e microgabros (Master, 2006). A Formação de Espungabera* ocupa áreas situadas a sul da Formação de Dacata* e é formada por andesitos basálticos amigdalóides (P2Uer). Estatigraficamente, estas lavas cobrem a Formação de Dacata*. O Grupo de Gairezi é normalmente composto por metassedimentos fortemente deformados, estendendo-se através de um cinturão estreito ao longo da fronteira com o vizinho Zimbabwe. Foram ali observadas texturas em duplex, compostas por porções de gnaisses arcaicos e metassedimentos proterozóicos carreados e dobrados. Rochas da sucessão metassedimentar para-autóctone de Gairezi foram originadas há ~2.04 G.a., numa garganta alongada bordejando a margem oriental do Cratão do Zimbabwe. São consideradas como representando relíquias de um cinturão dobrado e carreado com vergência para oeste, tectonicamente cobrindo a margem oriental do Cratão do Zimbabwe, formado durante o Ciclo Orogénico Grenvilliano (COG), há ~1.1 – 1.0 G.a.. O COG foi acompanhado por metamorfismo de grau de anfibolito, em conjunto com a instalação de granitóides pré- a sincinemáticos e migmatização dispersa. Na área cartografada as litologias de Gairezi compreendem várias rochas pelíticas como xistos moscovítico- biotíticos (P1Zss), micaxistos porfiroblásticos (P1Zms) (Fig. 7.3), e micaxistos arenosos (P1Zas). Ocorrem ainda quartzitos sacaróides (P1Zqs), os quais formam a impressionante cadeia montanhosa de Sitatonga, orientada N-S, a qual representa uma superfície de escorrência contra a Formação de Umkondo. A maior parte dos cinturões proterozóicos dobrados situados ao longo da margem oriental do Cratão do Zimbabwe, desde o Rio Zambeze até ao Rio Búzi, são atribuídos ao Complexo do Báruè. Este é formado por unidades tectónicas que constituem massas alóctones, as quais foram dobradas e carreadas sobre a margem do Cratão do Zimbabwe. Embora a idade e a origem do Complexo do Báruè sejam duvidosas, o mesmo sofreu idênticos tipos de metamorfismo e deformação dos do Grupo de Gairezi. As litologias típicas do Complexo do Báruè compreendem gnaisses quartzo-granatíferos, feldspáticos e micáceos, bem como migmatitos, com intercalações menores de quartzitos, mármores e, localmente, rochas máficas. Os protolitos sedimentares destas litologias correspondem mais provavelmente a sequências monótonas de turbiditos num ambiente de margem passiva. Baseada numa subdivisão modificada do Complexo do Báruè, foram observadas duas subunidades na área cartografada: o Grupo de Chimoio e os Ortognaisses do Inchope. O primeiro consiste de paragnaisses migmatíticos muitas vezes intensamente deformados (P2BCml), assemelhando-se localmente a gnaisses granulíticos (Fig. 7.9). Apresentam-se invadidos por uma série de metadoleritos (P2db). Os últimos são os Ortognaisses do Inchope (P2Buig), com idade de 1.079 M.a., os quais apresentam predominantemente composição granodiorítica a tonalítica. Volume 1 Page 23 COBERTURA FANEROZÓICA - SUPERGRUPO DO KAROO A cobertura fanerozóica compreende todas as litologias depositadas posteriormente ao Ciclo Orogénico Pan-Africano. Geralmente, tais litologias são constituídas por sedimentos continentais (sub-) horizontais a marinhos, e rochas (sub-) vulcânicas associadas, que não foram afectadas por deformação penetrativa, mas que puderam ter sofrido deformação tectónica frágil intensa. A cobertura do Fanerozóico está dividida em (da mais antiga para a mais recente) Supergrupo doKaroo e um conjunto de sequências relacionadas com o Rifte Este-Africano. O primeiro pode ser dividido nos Grupos do Karoo Inferior e do Karoo Superior, os quais foram depositados durante o evento Karoo, ou seja, num rifte abortado ou numa fase de desmembramento do Gondwana. É caracterizado pelo desenvolvimento de fossas tectónicas intracratónicas e de bacias profundas, e terminou com a instalação da Grande Província Ígnea do Karoo, de idade jurássica inferior (~190 M.a.). Os sedimentos do Karoo cobrem polígonos pequenos distribuídos no interior da área cartografada e estão expostos no canto superior esquerdo da carta (Graus Quadrados 2032/2033). O Karoo Inferior compreende as Formações de Moatize* e de Cádzi*. A Formação de Moatize* (PeM) assenta sobre as rochas metavulcânicas de Umkondo e é caracterizada por sedimentos argilosos de grão fino com camadas de carvão ocasionais e horizontes conglomeráticos enquanto que, por seu lado, a Formação de Cádzi* (PeC) compreende principalmente grés. Na área cartografada os cinturões vulcânicos do Karoo Superior incorporam o monoclinal dos Libombos, com direcção N-S a NNW-SSE, o monoclinal do Nuanétzi-Save, com direcção ENE-WSW a NE-SW e o cortejo filoneano de Okavango, orientado WNW- ESW, reconhecido como uma junção tripla do Karoo (Botha and de Wit, 1996; More and Larkin, 2001), sensu Burke and Dewey (1973). Estas três feições lineares estão ligadas ou são controladas por zonas de fraqueza pan-africanas ou mesmo mais antigas. A Grande Província Ígnea do Karoo foi instalada na África Austral (a Bacia principal do Karoo situa-se na África do Sul e o cortejo de diques de Okavango no Botswana), na Antárctica (p. ex. na Terra de Maud) e nos plateaux basálticos oceânicos no Oceano Índico (Cunha de Explora e Escarpa de Andenes) durante o Jurássico (195 – 178 M.a.), apresentando o seu auge cerca dos 183 M.a. (Duncan et al. 1997), embora outros autores (p. ex., Fitch and Miller, 1984) assumam os dois maiores períodos de produção de mantos basálticos aos 193±5 M.a. e 178±5 M.a. A área presentemente coberta pelos vulcanitos do Karoo atinge cerca de 140 000 km2. Tratam-se apenas das relíquias visíveis deixadas após erosão prolongada ou sucessivo afundamento. As lavas originais poderão, muito provavelmente, ter coberto uma extensão de cerca de dois milhões de quilómetros quadrados (Cox, 1970; 1972). Os monoclinais dos Libombos e do Nuanétzi-Save podem ser considerados como grandes fissuras do tipo rifte, vulcânicos, que marcam a margem oriental dos Cratões do Kaapval e do Zimbabwe, em ascensão. A sua localização coincide com um importante intervalo geodinâmico entre espesso manto litosférico superior arcaico e manto litosférico superior moderno com espessura normal. Um rifting incipiente no monoclinal dos Libombos é caracterizado por vulcanismo ultrapotássico, representado pelos nefelinitos de Mashikiri e por lavas basálticas picríticas com teor elevado em Ti e Zr (Reid et al. 1997). Subsequentemente, foram instaladas rochas vulcânicas de composição bimodal, com basaltos toleiíticos do tipo ‘intra-placa’e riolitos. Volume 1 Page 24 Os basaltos (p. ex., a Formação Basáltica do Rio Sábiè e a Formação do Rio Nhavúdezi) foram gerados por descompressão adiabática do manto superior seguida por subducção junto à fronteira entre o manto superior e o manto inferior. A quantidade de riolitos subsequentemente extruídos (> 30 000 km3) é muito maior do que a prevista. Cleverly et al. (1984) concluíram que os riolitos foram produzidos por fusão parcial dos basaltos subductados de idade Karoo, na ou próximo da base da crusta, e não por refusão da crusta inferior. A descompressão e fusão contínua de gabros subductados principalmente juvenis na presença de água meteórica produziram vastas quantidades de magmas riolíticos (Harris and Erlank, 1992). Em Moçambique, junto à fronteira com a África do Sul, ocorrem alguns basaltos da Formação do Rio Sábiè (JrSba). Ignimbritos, tufos e lavas (JrU) da extensa Formação de Umbelúzi situados ao longo da referida fronteira e sobre os basaltos, representam os Riolitos de Umbelúzi em Moçambique (Figs. 8.7 and 8.21). A Formação de Umbelúzi compreende também alguns dacitos e traquidacitos (JrUt), brechas, basaltos (JrUb) e doleritos (do). Na parte superior desta maior litologia riolítica ocorrem níveis coalescentes de riolitos e basaltos, anunciando a instalação das lavas basálticas da Formação de Movene* (JrM) (Fig. 8.16). Esta formação é caracterizada por vulcanitos de composição máfica, mas está associada com vulcanitos riolíticos subordinados (JrMr), como por exemplo os tufos do Membro dos Pequenos Libombos, evidenciando o carácter geoquímico bimodal deste conjunto. Os basaltos de Movene são dominantemente subalcalinos (Figs. 8.30 and 8.31). Ocorrem também quartzo-latitos (JrMq). Os sienitos nefelínicos (JrPns) e as lavas alcalinas de Pessene (JrPal), situados perto da cidade de Maputo, são mais jovens que a Formação de Movene*, a qual é também intruída por diques de gabro (Crgd) e doleritos colunares (Jrdo) (Figs. 8.27 and 8.28). Como as bancadas da Formação de Movene* mergulham com inclinação suave (~10º) sob as rochas mais recentes da Bacia de Moçambique, então representam as rochas vulcânicas mais jovens expostas e pertencentes ao monoclinal dos Libombos. Baseando-nos nas inclinações dos derrames vulcânicos com tendência para leste e também nos perfis de trabalhos sísmicos anteriores, sugere-se que a continuação do monoclinal dos Libombos em profundidade constitua a chamada crusta proto-oceânica que forma o sôco da Bacia de Moçambique (Oil and Gas, July 2001). As lavas basálticas amigdalóides (JrRN) da Formação do Rio Nhavúdezi* formam um cinturão contínuo com largura de 15 a 25 Km na área da carta geológica correspondente aos Graus Quadrados 2032/2033. Estendem-se desde a fronteira com o Zimbabwe até cerca de 250 Km no sentido nordeste. O contacto ocidental entre aquela formação* e as metalavas da Formação de Espungabera* é tectónico. Por outro lado, a leste, os basaltos da Formação de Nhavúdezi* encontram-se principalmente cobertos por sedimentos não consolidados da Formação de Sena*. Volume 1 Page 25 COBERTURA FANEROZÓICA - SISTEMA DO RIFTE ESTE- AFRICANO O Supergrupo do Karoo, manifestando uma fase abortada da abertura continental, é seguido por um período de deriva continental e dispersão do Supercontinente Gondwana, em conjunto com a abertura dos Oceanos Índico e Atlântico Sul. Esta fase é contemporânea do desenvolvimento do Sistema do Rifte Este-Africano (SREA), que se iniciou no Cretácico e foi acelerado durante o Terciário. O desmembramento continental continua até aos nossos dias, como é provado pela actividade tectónica corrente ao longo do referido SREA. Nas regiões central e meridional de Moçambique, os processos acima descritos permitiram o desenvolvimento da Bacia de Moçambique, a qual tem como fundo os vulcanitos do Karoo Superior de idade jurássica inferior e é coberta por sucessões sedimentares do Cretácico Inferior a Médio e mais recentes, bem como por rochas (sub-) vulcânicas subordinadas, que constituem o grosso das rochas descritas na presente Notícia Explicativa (Volume 1). A sedimentação cretácica corresponde a um conjunto de eventos tectónicos que afectam o sôco cristalino e a cobertura do Karoo, demonstrando dominância da deriva no Cretácico Inferior e Médio e pulsações térmicas no Terciário (Coster et al. 1989). Estas prolongadas forças tectónicas resultaram na criação de gargantas e grabens, separadas por elevações e horsts, e por uma subsidência importante em certas porções da margem continental. A deformação frágil encontra-se frequentemente sobreposta em zonas de fraqueza mais antigas, episodicamente rejuvenescidas, no sôco cristalino. No Cretácico Inferior a Médio, um rifting incipiente encontra-se associado à instalação de rochas vulcânicas alcalinas, incluindo carbonatitos e quimberlitos,
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