Les gisements de Tsavorite sont toujours contenus dans des gneiss graphiteux et des roches calco-silicatées graphiteuses enrichis en vanadium et en chrome, et souvent associés à des marbres dolomitiques. Les formations minéralisées appartiennent à la ceinture métamorphique néoprotérozoïque mozambicaine. Cette ceinture issue de l’orogenèse est-africaine résulte de la fermeture de l’océan mozambicain et de la collision des blocs crustaux formant le Gondwana de l’Est.

La Tsavorite est exploitée dans des gisements primaires soit sous la forme de nodules, soit au sein de veines de quartz, ou dans des gisements secondaires de type placer issus du démantèlement des formations minéralisées. L’étude minéralogique de la Tsavorite a permis de proposer un protocole pour certifier l’origine géographique des Tsavorites, à partir des rapports V/Cr, de la teneur en manganèse et de la composition isotopique en oxygène.

L’étude pétrographique des gisements de Tsavorite de Lemshuku et de Namalulu dans le nord-est de la Tanzanie a montré que les gneiss graphiteux et les roches calco-silicatées graphiteuses à Tsavorite sont associés à des intercalations de méta-évaporites, et sont surmontés par des marbres dolomitiques. La colonne litho stratigraphique relevée sur les deux gisements résulte du métamorphisme d’une formation sédimentaire enrichie en matière organique dans le faciès amphibolite supérieur à P = 7,0 ± 0,4 kbar et T = 677 ± 14°C. Cet évènement a été daté à 634 ± 22 Ma par la méthode U-Th-Pb sur monazites. Le bâti métamorphique s’est refroidi entre 512 et 500 Ma d’après les datations 40Ar-39Ar sur muscovites.

Deux stades de métasomatose ont permis la formation de la Tsavorite : (i) les nodules de Tsavorite se sont formés au cours du métamorphisme prograde à P = 5,0-7,4 kbar et T = 580-691°C suite à une métasomatose de diffusion ; (ii) la Tsavorite des veines de quartz a précipité au cours du métamorphisme rétrograde, pendant une métasomatose calcique d’infiltration, à P = 3,6-4,9 kbar et T = 505-587°C. Les Tsavorite des veines de quartz sont datées in situ par Sm-Nd à 606 ± 36 Ma. L’ensemble des éléments nécessaires à la formation de la Tsavorite se trouve dans les roches graphiteuses à évaporites.

L’implication des évaporites, de nature continentale, est importante : elles sont directement transformées en Tsavorite en fournissant le calcium dans le cas des nodules, et les sels fondus forment des fluides qui mobilisent l’ensemble des éléments nécessaires à la cristallisation de la Tsavorite dans les veines de quartz. Les minéralisations sont également contrôlées par la litho stratigraphie (gneiss graphiteux et roches calco-silicatées graphiteuses à évaporites) et la tectonique (structure de type ‘saddle-reef’).En conclusion, les gisements de Tsavorite se sont formés au cours du métamorphisme et de la métasomatose de séries sédimentaires silico-calcaires, enrichies en matière organique et à intercalations d’évaporites, et déposées au sein d’une plate-forme carbonatée associée à la formation d’une sabkha de côte marine sur la marge est des cratons du Congo et du Kalahari au Néoprotérozoïque.