FER

Les minerais de fer s'observent en couches, en amas, en filons. Lorsqu'ils sont en filons, ils ont le plus souvent, dès l'origine, une structure bien cristalline ; mais il n'en est pas de même quand ils ont été déposés en couches. En effet, les minerais de fer des marais, ceux des terrains tertiaires, secondaires ou primaires, sont généralement à l'état amorphe, quand ils n'ont pas été mélamorphosés. Us peuvent être anhydresi comme l'hématite rouge; cependant ils sont ordinairement hydratés, et ils appartiennent à l'hématite brune. Très-fréquemment ils sont à un état semi-cristallin, comme lorsqu'ils ont la forme de grains, de plaquettes ou d'oolithes. Les actions moléculairqs qui s'exerçaient au moment de leur dépôt ont donc bien réuni les parcelles d'oxyde de fer, et elles les ont groupées autour de certains centres ; toutefois Foxyde est resté mélangé de matières argileuses ; il a pu devenir fibreux ou radié, mais il n'a pas cristallisé avec les caractères du fer oligiste.

Explorons maintenant les terrains métamorphiques renfer-

mant des minerais de fer, et recherchons les modifications apportées à ces derniers par le métamorphisme. Nous allons les voir se transformer successivement et d'une manière d'autant plus complète que le métamorphisme aura été plus énergique. D'abord les minerais de fer en grains disparaissent, à moins qu'ils ne se soient déposés dans des fentes ou dans des cavités postérieurement au métamorphisme.

CHAHOISITB.

Certains minerais oolithiques ont pris des caractères spéciaux; ils forment alors une espèce minérale à laquelle M. Berthier a donné le nom de chamoisite. On les observe à Chamoison, dans le Valais, à Grand, sur les flancs du Mettenberg, à Quintin, dans les Côtes-du-Nord, au Banwald, dans les Vosges et dans le terrain silurien des environs d'Alençon. Dans tous ces gisements, la chamoisite est enclavée dans diverses roches métamorphiques.

Le calcaire qui lui est associé a conservé sa couleur, mais habituellement il est devenu micacé, grenu et plus ou moins cristallin ; il a souvent des fossiles qui sont encore bien reconnaîssables. Dans les Alpes notamment on y trouve des ammonites et des bélemnites.

Le grès s'est changé en quartzile, comme le grès silurien de

l'Orne et des Côtes-du-Nord. Quant au schiste, il est souvent, pénétré de mica.

Il est très-vraisemblable que la chamoisite résulte du métamorphisme d'une oolithe ferrugineuse. Cette oolilhe a pris une couleur verte ou noirâtre, due à ce que les oxydes de fer se sont combinés avec l'alumine et la silice qu'elle contenait. Elle est aussi plus attirable à l'aimant, €t il faut sans doute Tattribuer à ce qu'elle renferme du protoxyde et du sesquioxyde de fer. En un mot, la chamoisite paraît avoir conservé la structure oolithique originaire ; mais les éléments qui la composaient se seraient combinés sous Tinfluence d'actions moléculaires : elle indiquerait donc un métamorphisme assez faible.

FER OEtlCISTB.

Les roches dans lesquelles le métamorphisme a été plus énergique nous montrent le fer à l'état de fer oligiste, de fer oxydulé ou de silicates bien cristallisés.

Le fer oligiste est surtout extrêmement répandu dans les roches métamorphiques, qui prennent même des noms spéciaux lorsqu'il est abondant. Dans les grès et dans les S(Aistes métamorphiques qui ont conservé des traces de leur stratification, il forme des paillettes qui rappellent tout à fait la disposition du mica dans les micaschistes.

Uitacolumite^ par exemple, dans laquelle le diamant s'exploite au Brésil, est intercalée entre des couches parallèles, et encore bien visibles, de quartzites, et de schistes cristallins métamorphiques. Le fer oligiste se présente en paillettes parallèles à la schislosité; il est accompagné de martite, de pyrite de fer, de fer arsenical. Ces minerais de fer s'observent fréquemment dans la roche qui est une variété de quartzite, essentiellement formée de grains arrondis et lenticulaires de quartz, accompagnés d'un peu de mica blanc, rougeâtre ou verdâtre.

Quand le fer oligiste devient très-abondant, la roche a reçu le nom à^itabirite.

Le sidéroschiste est un schiste métamorphique dans lequel il s'est encîore développé du fer oligistiî qui est en paillettes ou en feuillets ondulés parallèles 5 la schislosité. Fréquent au Brésil, il se retrouve dans le Hûndsruck et dans TEsterel.

Le micaschiste et le gneiss contiennent eux-mêmes accidentellement des paillettes de fer oligiste.

Or, toutes ces roches doivent être considérées comme métamorphiques, ainsi que nous le verrons plus loin. Elles sont généralement trop compactes et beaucoup trop riches en fer pour qu'il soit possible d'admettre une infiltration ou bien une pénétration de vapeurs volcaniques qui auraient introduit postérieurement du fer oligiste. 11 existait donc de l'oxyde de fer dans la roche originaire; cet oxyde a cristallisé au moment du métamorphisme, et, par suite, ses paillettes se sont orientées suivant la schistosité de la roche.

Le fer oligiste ne s'est pas seulement développé en paillettes, il se montre aussi en amas qui sont enclavés dans les roches métamorphiques.

La, Scandinavie nous offre une région classique pour l'étude du métamorphisme, dans laquelle ces amas donnent des mines de fer très-importantes \ Des gisements célèbres s'observent également en Laponie, aux États-Unis, à l'île d'Elbe, dans les Vosges. Le fer oligiste y présente des formes très-variables: tantôt elles sont lenticulaires, tantôt, au contraire, ondulées et reployées dans tous les sens, sans aucune régularité. Il est entièrement cristallin, le plus souvent compacte, quelquefois lamelleux. Ses druses sonl tapissées de beaux cristaux de fer oligiste.

Ici encore il faut admettre^ que le minerai de fer a été originairement déposé dans la roche dans laquelle il se trouvait en couches, en filons ou en amas. Le métamorphisme très-énergique qu'il a subi a complètement développé sa structure cristalline, et en même temps celle de toutes les roches dans lesquelles il est enclavé. Ces modifications dans l'état cristallin ont nécessairement donné lieu à des changements de volume trèsnotables; par suite, il n'est pas étonnant que le minerai de fer métamorphique présente généralement des formes irrégulières.

PER OXYD1JE.E.

Le fer oxydulé accompagne très-fréquemment le fer oligiste. C'est ce qui a lieu notamment dans les gisements dont nous venons de parler. Vers le nord de notre globe, il forme des amas extrêmement considérables, qui sont enclavés dans des roches cristallines. Il s'exploite à Dannemora, en Suède, à Norberg, à Philipstadt, à Taberg, dans les environs d'Arendal ; il est très-abondant en Laponie, en Russie, dans TOural, à Nische-Tagilsk, à Blagodat, à Kaschkanàr ; il se retrouve dans l'Amérique du Nord.

* Erdmann, Publications diverses sur la Scandinavie»

De même que le fer oligiste, le fer oxydulé se montre disséminé dans des roches qui sont incontestablement métamorphiques ; ces roches sont même son gisement le plus habituel. Citons particulièrement le calcaire cristallin, l'ardoise, le schiste chloritique, talqueux, amphibolique, pyroxénique, diallagique, hypersthénique.

Le fer oxydulé forme alors des cristaux isolés, quelquefois très-nets, qui se sont développés dans ces roches. Les conditions dans lesquelles ont cristallisé le calcaire, la chlorite, le talc, l'amphibole, le pyroxène, le diallage, l'hypersthène, étaient extrêmement favorables à la formation du fer oxydulé ; et même il est rare que ces minéraux eux-mêmes n'en soient pas plus ou moins imprégnés. *

n est visible que le fer oxydulé de ces roches métamorphiques représente Texccs d'oxyde de fer qu'elles contenaient originairement, et qui n'a pas pu trouver place dans des silicates à base de fer et de magnésie. Quand il forme des amas puissants enclavés dans ces roches, comme ceux de la Suède, de laNorwége, de la Laponie, de l'Oural, il provient sans doute de minerais de fer qui étaient originairement à un autre état d'oxydation, mais qui, sous l'influence du métamorphisme, ont subi une réduction et ont pris en même temps la structure cristalline.

La nature des roches encaissantes a exercé de l'influence sur la réduction ; on remarque notamment que le minerai de fer métamorphique se trouve souvent à l'état de fer oxydulé quand il est en coatact avec le calcaire ^ Cependant il faut remarquer que la réduction peut aussi avoir lieu sans cela. Ainsi les roches métamorphiques avec hornblende, pyroxène, chlorite, talc, contiennent du fer oxydulé, et une partie au moins du fer combiné dans ces silicates se trouve à l'état de protoxyde. Le fer oxydulé doit être regardé comme caractéristique d'un métamorphisme déjà très-énergique subi par des minerais de fer ou bien par des roches contenant beaucoup d'oxyde de fer. Des recherches récentes de M. Rammelsberg montrent, d'ail-

* Durocher, Armales des mines, A* série, t. XV, p. 171. Observations sur les gîtes métallifères de la Suède ^ de la Norwége et de la Finlande.

leurs, que le fer oxydulé et le fer oligiste sont très-souvent associés*.

PYmiTES DE FEU.

Lors même que le métamorphisme des minerais de fer est Irès-énergique, ils sont souvent accompagnés de pyrites de fer. Ces pyrites sont tantôt la pyrite ordinaire, tantôt la pyrite magnétique, qui se développe notamment en présence du calcaire cristallin. Elles s'observent à l'île d'Elbe, à Framont et dans un grand nombre de gisements. Leur association avec les minerais de fer est tellement intime, qu'elles ont nécessairement dû cristalliser au moment du métamorphisme. Il résulte donc de là que le métamorphisme ne détruit pas les pyrites, lors même qu'il produit un développement Irès-complet de la structure cristalline, ou lorsqu'il donne naissance, comme nous allons le voir, à de nouveaux minéraux.

FBR CAmBONATi:.

Lorsque le fer carbonate s'est déposé dans des terrains stralifiés, il est généralement amorphe et argileux ; mais lorsqu'il se trouve en filons, en amas, ou en veines serpentant dans les roches métamorphiques, il est, au contraire, bien cristallin et à l'état spalhique. Les recherches de M. de Senarmont ont/ du reste, appris qu'il peut devenir crislallin avec le concours d'une chaleur modérée.

A Ruszkberg, dans les Sept-Montagnes, en Autriche, le fer carbonate spathique se montre en filons parallèles, plus ou moins étranglés, qui sont intercalés dans des schistes cristallins et métamorphiques*. (Voir la figure,) Dans certaines zones qui paraissent en relation avec la nature de ces schistes, il est remplacé par du fer oxydulé ou par du fer oligiste, et l'association de ces divers minerais de fer dans un même gisement est très-remarquable.

' ZeUschrifl der deutschen geologischen Gesellschafty t. X, p. 294; JahresbericfU der Chemie, von Hermann Kopp und il. Will.

Hoffmann, Gangstudien oder Beitrâge zur Kenntniss der Erzgânge^ Ton B. Cotta und H. limier, t. H, p. 468.

Minerai de fer à Ruszkberg.

Caleaœ»

Stàist» e^ Calcam

Sekut» eu ÇiuirtK,

Ainsi, le fer carbonate spathique n'est pas nécessairement détruit par le métamorphisme général , lors même que ce dernier est très-énergique. Il est, d'ailleurs, facile de comprendre que la nature de la roche avec laquelle il se trouve en contact doit nécessairement avoir une grande influence sur sa conservation et sur l'altération qu'il éprouve par le métamorphisme.

SILICATES A BASB DE FBB.

Les silicates à base de fer sont généralement associés aux minerais de fer oligiste et oxydulé, et ils paraissent encore indiquer un degré de plus dans le métamorphisme. Ces silicates se retrouvent dans les roches les plus diverses; mais il est facile de reconnaître, dans les gîtes métallifères classiques de l'île d'Elbe et de la Scandinavie, qu'ils se sont développés spécialement vers le contact des minerais de fer avec des roches silîcatées. C'est en effet ce qui résulte de nombreuses observations faites par MM. Haussmann, Naumann , Erdmann, Keilhau, A. Burat, Studer, Scheerer, Daubrée, Durocher.

Il est donc naturel d'admettre que ces silicates à base de fer ont emprunté leur fer aux minerais, et leurs autres éléments aux roches voisines. La structure cristalline des roches qui renferment ces silicates est, d'ailleurs, très-développée ; par conséquent les substances diverses qu'ils renferment pouvaient se déplacer facilement et obéir aux actions moléculaires.

C'est ce qui explique aussi pourquoi la proportion de fer de

ces silicates est tantôt très-considérable, comme dans Tiénite, la Ihuringile, tantôt au contraire, assez faible, comme dans le talc, la chlorite, le mica, le pyroxène, l'amphibole.

Les silicates à base de fer sont très-nombreux et d'une composition très-complexe. Ils peuvent, d'ailleurs, être anhydres, ou hydratés. Voici les plus importants :

lo Le pyroxène, l'amphibole, la wherlite, la wichtyne, la sordawalite ;

Xe grenat almandin, mélanite, pyrénéite, c'est-à-dire à base de fer, de chaux et quelquefois de magnésie'; l'idocrase, l'épidote, la cordiérite ;

Le mica ferro-magnésien ;

L'iénite ;

2° Le talc, la serpentine, Thisingérite , la thuringite (owenite), la chlorite, la cronstedtite , la sidéroschisolithe, la chamoisite ;

L'anthosidérite, la pyrosmalite.

Ces minéraux, dont la richesse en fer est très-variable, sont pour la plupart associés au fer oligiste et au fer oxydulé dans les gisements classiques et déjà cités qu'offrent la Scandinavie, la Laponie, l'Oural, le Brésil, l'Amérique du Nord, l'île d'Elbe et les Vosges. Us peuvent former une sorte de salbande à la limite des minerais de fer ; mais le plus souvent ils ont seulement cristallisé dans leur voisinage et même à une distance assez grande du contact. Ils sont très-fréquemment accompagnés de quartz hyalin, qui est associé à des silicates pauvres en silice ; de plus, ils sont hydratés et aussi accompagnés par des sulfures, des fluorures et diflérents minéraux des gites métallifères qui seraient facilement détruits par la chaleur ; par conséquent le métamorphisme que nous venons d'étudier dans les minerais de fer ne saurait être attribué à une fusion ignée.