CHAPITRE QUATRIÈME

I.es minerais de fer appartiennent à trois positions géologiques très-distinctes, que l’industrie a depuis long-temps désignées par les dénominations déminerai de montagne, mine en roche, et minerai d’allurion (v . la carte, fig. 1).

Les minerais de montagne ne sont pas stratifiés, et font partie des gîtes métallifères, dont ils partagent toutes les conditions de gisement. Comme eux, ils sont liés aux roches ignées et métamorphiques et présentent le caractère spécial d’une texture cristalline. Ils sont concentrés dans les terrains de transition, et presque tous les minerais des Pyrénées, ceux des Hautes-Alpes (Dauphiné), et de la partie centrale des Vosges, appartiennent à cette catégorie, qui sera décrite avec les autres gîtes métallifères d’origine postérieure aux terrains encaissants (gîtes particuliers).

Caractères des minerais de fer stratifiés.

Les minerais en roches sont lithoïdes, et ne renferment qu’accidentellement quelques druses ou concrétions cristallines; ils sont stratifiés et contemporains des diverses formations dans lesquelles ils se trouvent en couches réglées et dont ils contiennent même les fossiles dans un grand nombre de cas. Le caractère industriel de ces minerais est d'être employés directement dans les forges sans autre préparation qu'un triage plus ou moins complet ; leur caractère de position est d’être stratifiés avec les terrains sédimentaires et d'être exploités soit à ciel ouvert , sur les versants où ils affleurent , soit par puits et galeries qui traversent les terrains encaissants.

Les minerais d'ulluvion sont nu contraire des minerais superficiels , à peine recouverts par quelques dépôts limoneux , et le plus souvent disséminés dans des couches marneuses dont ils sont extraits par lavage. Cette position superficielle leur a fait donner le nom d'alluviens, quoiqu’une partie d’entre eux paraisse remonter à la période tertiaire , quelquefois même au delà ; mais elle les caractérise d’une manière si générale que la distinction de leur âge véritable est le plus souvent sans importance. Ils ne sont généralement employés qu'après des débourbages et des lavages qui les ont isolés des matières marneuses dans lesquelles ils sont disséminés.

Ainsi les minerais stratifiés formant partie constituante des terrains sédimentaires sont ceux de la première et de la seconde classe (voy. les gîtes désignés 1,2, fig. 1) savoir :

1“ I.es minerais alluviens, qui consistent en hydroxydes pisolitiques ou oolitiques, soit en rognons, en géodes, plaquettes, fragments irréguliers disséminés ordinairement dans des couches marneuses ou sableuses, et constituant. des gîtes superficiels;

2° Les minerais en roche, comprenant les fers carbonatés lithoïdes, les oxydes rouges, les hydroxydes compactes, terreux, oolitiques, déposés en couches et disséminés dans la série géognostique , depuis les strates de transition jusqu’au terrain tertiaire.

Répartition des minerais de fer dans la série des terrains.

Ces minerais sont assujettis à des lois qui varient , il est vrai , d’un district à un autre, mais qui se maintiennent sur des superficies considérables. Ces lois démontrent que les influences qui les ont produits, quoique résultant le plus souvent de phénomènes locaux, isolés, clairsemés, et en quelque sorte surajoutés aux grandes actions sédimentaires, ont cependant été soumises à un certain ordre qui les a concentrés dans quelques plans de stratification. Ainsi, quelques couches du terrain de transition chargées de peroxyde de fer, éveillent d'abord l'idée de sources mi-

86 DU GISEMENT DES MIMÏKAL'X UTILES

nérales (jui ont imprégné quelques-uns des dépôts de cette époque en faisant irruption dans les eaux sédimentaires. Les principes ainsi apportés ont dû se concentrer dans des eaux tranquilles tandis que dans des eaux fortement troublées, comme celles qui ont déposé le vieux grès rouge, ils ont été disséminés dans tout l'ensemble du dépôt. Dans le terrain houiller, par exemple, le fer carbonaté lithoïde , en rognons disséminés dans les argiles, nous représente les éléments ferrugineux, probablement amenés par des sources minérales, soumis à l'influence de l’acide carbonique alors répandu avec tant de profusion , et se précipitant par l’effet de l’attraction moléculaire en nodules arrondis. La formation concentrique de ces nodules est déterminée le plus souvent par un noyau autour duquel les molécules ferrugineuses sont venues se grouper : il y avait ainsi, dans les mêmes eaux, dépôt chimique de matières tenues en dissolution, et dépôt mécanique des argiles tenues en suspension. I m dépôt chimique, loin d’exister dans toutes les couches argileuses, est concentré dans quelquesunes, et n’y existe même que sur une partie de leur étendue.

Le fer reparaît souvent dans les formations supérieures au terrain houiller; indépendamment de couches isolées et très-chargées de fer, les dépôts du nouveau grès rouge du trias contiennent dans leur ensemble une forte proportion de peroxydes de fer d’où résulte cette appnrence rouge ou bariolée qui devient un de leurs caractères les plus remarquables. A partir du terrain colitique , le fer se trouve plus souvent à l’état d'hydroxyde , et ces hydroxydes affectent même, dans la plupart des cas, une structure oolitique, pisolitique ou géodique qui reste un caractère dominant, même dans les terrains les plus modernes. La structure oolitique est d’ailleurs un fait général de l'époque jurassique que l’on a expliqué par l'étude de faits analogues dans certains dépôts de sources minérales : les eaux agitées mettent en mouvement et tiennent en suspension des molécules sableuses qui deviennent le noyau de précipitations chimiques, ces molécules sableuses se chargent de couches concentriques jusqu’à ce que, leur pesanteur étant devenue trop considérable pour

être encore tenues en suspension, elles tomlent et s'agrègent à l'ensemble du dépô‘ . Tl est probable que les fers oxydés pisolitiques et oolitiques n’ont pas d'autre origine.

La forme de géodes, de fragments cloisonnés, si frequente dans les minerais des manies tertiaires et alluviales, doit être attribuée à une précipitation autour des nodules ou dans des fissures d'une matière argileuse. Cette matière a subi, par le dessèchement, une contraction que n'ont point partagée les dépôts ferrugineux, et de là ces vides que l'on y remarque souvent.

Ces infiltrations ferrugineuses, lorsqu'elles sont bien positivement en place, ne présentent jamais une grande étendue ; ce n’est que lorsque leurs produits ont été remaniés et stratifiés par l’action des eaux qu’on les trouve couvrant de vastes superficies. La sédimentation a été dans ce cas un fait additionne), qui ne doit pas empêcher de regarder la généralité des gîtes ferrifères comme devant leur origine à des sources locales , émanations du centre à la surface du globe , qui n’ont étendu leur sphère d'action que dans un rayon restreint , en imprégnant les roches préexistantes ou contemporaines seulement dans certaines parties de leur niasse.

Cette origine assignée aux minerais de fer stratifiés fait pressentir que leur recherche dans les terrains sédimentoires ne peut avoir lieu a priori, comme pour la houille , mais qu'elle doit être guidée par des indices directs, tels que des affleurements ou des identités avec, des gisements connus. Les dépôts al lu viens font quelquefois exception à cette règle parce qu'ils contiennent, sur quelques points, des minerais assez régulièrement répartis dans une ou plusieurs couches. Mais ces minerais régulièrement disséminés , dans le département de la Haute-Saône , par exemple , proviennent de gîtes isolés et circonscrits qui ont été- remaniés par les eaux alluviales; cette exception ne peut empêcher de poser en principe qu’aucun dépôt s. Alimentaire, considéré dans son ensemble n’est réellement exploitable, du moins dans les conditions actuelles de l'industrie, pour la proportion de fer qu'il peut contenir habituellement.

Ainsi les dépôts si fortement colorés ou bariolés par le per-

DU GISEMENT 1>KS MINERAUX UTILES

oxyde de fer, les grès rouges, les grès bigarrés, les marnes irisées, nen contiennent cependant qu'une très-faible proportion. Il a fallu pour la formation des gîtes exploitables que. par des circonstances spéciales, le fer fût concentré en quelques points et dans certains plans de stratification : tels sont les fers carbonates lithoïdes dans les dépôts houillers, les oolites, géodes et concrétions dans les dépôts jurassiques, crétacés, tertiaires ou alluviens. Ce sont donc ces gîtes dcfnt il faut étudier les caractères , en laissant de côté les éléments ferrugineux disséminés d'une manière générale et continue, mais insuffisante, dans toute la série des dépôts de sédiment 1 . Nous aurons occasion d’appuyer sur des exemples cette théorie de l’existence presque continue d’éléments ferrugineux dans les eaux sédimentaires , de leur gisement disséminé dans les dépôts arénaeés violents, et concentré dans les dépôts qui attestent de longues périodes de tranquillité; ce principe peut devenir un guide très-utile dans les recherches.

Minerait de fer dans le terrain de transition et le terrain houiller.

Les terrains de transition contiennent très-peu de gîtes do minerais stratifiés, la plupart de ceux qui y sont exploités se rapportant à la classe des minerais de montagne. Ce n’est qu’accidentcllement qu'on trouve dans ces terrains des couches d’hydroxyde ou d’oxyde rouge, et quelques autres présentant la composition du grenat ferrifère. Dans les Ardennes, on exploite trois de ces couches intercalées dans les dépôts de transition , et l’on en retrouve quelques analogues dans les départements des Côtes-du-Nord et du Morbihan.

Cette pénurie de minerais de fer stratifiés dans les contrées de transition y aurait rendu l'industrie des forges presque impossible, si ces terrains n'étaient en même temps ceux qui renferment le plus ordinairement les gîtes particuliers d'origine posté-

* Le* grande* formations calcaire*, les phi* exempte* de fer en apparence , en contiennent cependant des proportions notables qui attestent cette continuité L’existence des calcaires cblorités cl des argiles pyritcuscs indique la présence du fer même dans la formation crétacée.

M1XEK.US DK FEU STHAIIFIÉS.

rieure; lorsque ces gîtes manquent aussi, on 11’a plus d'autre ressource que d'aller chercher les minerais dans d'autres terrains. C'est ainsi que, sur le vaste plateau de la France centrale , ont dû procéder le peu de hauts fourneaux qui se sont montés par suite de l’abondance du combustible sur un grand nombre de points. Le Creuzot est alimenté par des peroxydes oolitiques du terrain jurassique auxquels on joint même des minerais tertiaires du Berry ; les hauts fourneaux du Janon font venir du minerai du lias de La Voulte, ceux des environs de Saint- Chamond emploient des minerais jurassiques de Villebois et même de la Haute-Saône pour les joindre au peu de ressources que présentent les terrains .de transition environnants et les dépôts houillers dont la position a déterminé la construction des usines.

Dans le terrain houiller, le fer n’existe guère qu'à l’état de carbonate ; il est ordinairement concentré dans quelques couches d’un bassin, et même sur des superficies beaucoup plus limitées que celle des couches. La forme habituelle du fer carlx>naté des houillères est celle de rognons ellipsoïdes , à cassure lithoïde brune ou grisâtre ; c'est un mélange plus ou moins riche d’argile et de carbonate de fer. Ces rognons sont stratifiés dans les couches d’argile, ils semblent, ainsi que nous l’avons dit plus

Houille . . .

Schiste ....

Schiste avec t fer carbonate. I

Houille . . .

Fig. 14. Disposition des nodules de fer carbonate lithoïde dans la mine du Treuil , (Saint-Etienne).

haut, s’être rassemblés et précipités dans les périodes de repos où les eaux abandonnaient en même temps les particules argileuses

DU GISEMENT DES MINÉRAUX UTILES

dont elles étaient chargées. Ces rognons, par suite de leur mélange avec l’argile, se délitent souvent en couches concentriques, et souvent aussi présentent à leur centre un nodule d'argile ou de pyrite, quelquefois même un débris fossile, noyaux qui paraissent avoir provoqué autour d’eux la précipitation chimique. Dans un bassin houiller, le fer carbonate se trouve donc presque toujours dans les mêmes assises. 11 y a deux de ces couches d’argile ferrifère dans le bassin de Dudley; il y en a seize dans celui du pays de Galles.

Les nombreux bassins houillers de la France sont loin de contenir le fer carlxmaté avec la même abondance que ceux de l’Angleterre. Peu découches argileuses contiennent ces rognons, et encore n’en contiennent-elles que dans des rayons circonscrits. A Saint-Etienne, par exemple, il en existe deux qui fournissent, dans la concession du Treuil, des rognons aplatis d’assez bonne qualité et contribuent à alimenter les fourneaux du Janon ; mais dans les autres concessions les rognons ne se retrouvent pas dans les couches équivalentes, ou il y en a si peu qu’on a dû les négliger. Sur quelques autres points , le fer carbonate apparaît au contraire en grande abondance , mais avec des caractères tout différents : à la mine du Cros , par exemple, il pénètre des couches entières d'argile d’un et deux mètres de puissance, donnant à cette roche une solidité et une densité remarquables. Mais ces gîtes massifs sont beaucoup plus impurs que les gîtes en nodules disséminés ; outre une plus grande proportion d’argile, ils contiennent encore des pyrites, des précipitations de silice noire , et l'exploitation , qui aurait pu être développée, est restée peu productive. Des gîtes analogues ont été remarqués en plusieurs points du bassin, notamment aux environs de Saint-Chamond.

Le bassin houiller d’Aubin j Aveyron ) est celui qui contient le fer carbonaté en plus grande abondance : il y existe d’abord en rognons disséminés dans les couches d’argile qui avoisinent la houille, et, comme à Saint-Étienne , c'est le minerai le plus pur. En outre, il constitue une couche un peu schisteuse d’un

à quatre mètres de puissance , qui paraît s’étendre sous la plus grande partie de la surface houillère. Cette couche est remarquable en ce qu'elle présente en plusieurs points des séries de renflements et d ctranglements qui constituent l’allure dite en chapelet , allure très-fréquente dans toutes les substances qui résultent de précipitations chimiques dans les eaux sédimentaires (c’est ainsi, par exemple, que se présentent souvent les silex exploités dans la formation crayeuse}. Cette structure est d’ailleurs indépendante des autres accidents , failles et brouillages , qui affectent cette couche comme l’ensemble du terrain houiller. Les rognons et la couche sont exploités en plusieurs points du bassin et alimentent les hauts fourneaux de Decazeville.

Il est peu de bassins qui ne contiennent accidentellement des gîtes analogues de fer carbonaté , mais en si faible quantité qu’il n’y a pas d’autres exploitations que celles des deux bassins de Saint-Etienne et d’Aubin. Dans le bassin du Gard, et surtout dans la partie de l’ouest, le fer carbonaté est assez fréquent. Dans le bassin de Saône-et-Loire, il existe près de Beauchamp une couche d’argile jaunâtre avec rognons assez suivis pour qu’on ait songé à y monter un haut fourneau. Enfin, aux environs de Marquise, on a fait quelques essais d’un fer carbonaté lithoïde long-temps négligé à cause de son apparence calcaire.

En résumé , si l’on compare les gîtes de fer carbonaté à la masse des terrains houillcrs, on voit que leur existence , peu développée quoique fréquente , ne peut être considérée que comme un fait accidentel. 11 est également à remarquer que toutes les fois qu’il y a eu formation de houille dans des terrains postérieurs au terrain houiller, les éléments ferrugineux y ont de nouveau repris la composition et l’aspect caractéristiques de cette époque. Ainsi , dans les houilles et les schistes à empreintes végétales de l’époque du lias (environs de Milhau, Yorkshire), on retrouve le fer carbonaté en rognons stratifiés ; tandis que dans ces mêmes terrains , lorsque leur faciès est normal , les infiltrations ferrugineuses ne se montrent qu’à l’état d’oxydes.

9ï DU GISEMENT DES MINERAUX UTILES.

Cos variations de composition des minéraux ferrileres n’établissent aucune différence réelle dans l'origine qu’on peut leur attribuer; elles tendent seulement à démontrer que le fer, amené à certaines époques intermittentes et sur des points isolés, le plus souvent à l’état d'oxydes, a dû cependant subir, par les influences de l’époque carbonifère, une transformation minéralogique. La période houillère nous représente presque généralement une période de dépôts tranquilles ; il est donc naturel d'y trouver les infiltrations ferrugineuses plus concentrées que dans les périodes du vieux grès rouge , dans celle du nouveau grès rouge , et même du trias , où les produits de ces infiltrations sont mélangés avec l’ensemble des dépôts. 11 est en effet à remarquer que ces infiltrations n’ont pour nous de valeur que par leur concentration. Les formations précitées, si fortement colorées par le peroxyde de fer, contiennent peut-être dans leur ensemble beaucoup plus de fer que le terrain houiller ; mais dans celui-ci il est rassemblé , il se présente souvent avec une concentration de 30 et 40 p. 100, et par conséquent en gîtes utiles. Dans les grès rouges ou bigarrés , on trouvera le fer partout; mais des concentrations de 10 p. 100 seront déjà des exceptions assez rares : la présence du fer y serait donc à peine remarquée si la couleur tranchée de ces terrains rouges et bariolés ne contrastait avec les roches grises et noirâtres des dépôts houillcrs qu’ils recouvrent , et avec les couleurs blanche et verdâtre des puissantes formations calcaires et argileuses qui sont au-dessus.

Minerais de fer dans les terrains jurassique et crétacé.

C’est seulement à partir du lias que les minerais de fer deviennent assez rassemblés et assez fréquents pour y motiver des recherches. Cette formation est en effet la ressource principale de nos usines méridionales, et elle leur a présenté, des gîtes, sinon constants , du moins assez fréquents pour que cette formation soit aujourd'hui étudiée avec soin, dans le but de remédier à la pénurie des terrains qui ont précédé.

Le plus bel exemple de cette richesse est la mine de La Voulte, située dans l'Ardèche, vers les bords du Rhône, à la hauteur du confluent de la Drôme. Cette mine comprend trois couches de peroxyde rouge stratifiées dans les marnes supérieures du lias , lesquelles sont inclinées en ce point de 40 à 45°. Ces couches sont exploitées sur une longueur de plus de 1000 mètres. Le peroxyde pénètre la roche calcaire du toit et du mur, et partage tous les accidents de la stratification ; on y trouve les mêmes débris organiques , les mêmes fossiles caractéristiques que dans le calcaire. La puissance des couches varie de 1 à 5 m. , et ce gîte, le plus puissant, le plus riche des gîtes stratifiés , non-seulement alimente sur place quatre hauts fourneaux au coke , mais exporte ses produits le long du Rhône et jusqu'aux usines qui environnent Saint-Étienne. La production de fonte due aux exploitations de Lu Voulte est la trentième partie de la production indigène.

Le peroxyde de La Voulte est constamment lithoïde , d'un rouge intense, quelquefois marneux et schisteux, très-tachant et doux au toucher; d’autres fois compacte, scintillant sous les coups de marteau, et offrant des cassures inégales et fragmentaires. On y trouve disséminés des rognons ovoïdes de fer carbonaté lithoïde d’excellente qualité, et accidentellement quelques druses cristallines de fer spathique. Ces couches , intercalées de peroxyde contenant des fossiles, tels que des ammonites, bélemnites, etc. , présentent toutes les preuves d’une origine contemporaine ; ce sont bien les couches du lias lui-même revêtues d'un nouveau caractère sur une partie de leur surface. Enfin cette influence qui a éliminé les autres caractères des dépôts s’est reproduite trois fois à des intervalles distincts , de telle sorte que dans ces intervalles la sédimentation a pu se continuer comme dans les autres parties du lias. Cette influence locale ne peut être attribuée qu’à des sources minérales sortant nu lieu même du gîte ; elle nous démontre que les dépôts du lias avaient lieu dans des eaux stationnaires, et assez lentement pour que des précipitations chimiques , qui ne pouvaient être elles-mêmes

DU GISEMENT DES MINÉRAUX UTILES

que très-lentes dans leur action , aient pu stratifier leurs produits sans apporter de perturbation très-saillante dans la stratification des couches calcaires.

11 existe dans le département de l’Ardèche des gîtes de fer hydroxyde qui paraissent appartenir aux couches supérieures du lias , et donnent lieu à de petites exploitations dont les produits sont expédiés dans le département de la Loire. Les gîtes les plus importants de cette formation sont ceux du département du Gard qui alimentent les forges d'Alais. Ce sont des hydroxydes argileux , en masses cariées et cloisonnées , qui forment des bancs puissants , mais non continus , dans les couches calcaires; quelquefois ces gîtes ont la forme de fentes et de cavités remplies. Les mêmes gîtes se reproduisent dans les couches du lias qui avoisinent le bassin houiller du Vigan , et ils sont tellement fréquents dans les Cévennes que ces infiltrations locales ont évidemment été un fait très-étendu pour toute la région du sud.

Les trois formations oolitiques présentent la génération des oxydes de fer sur une échelle également remarquable. Ainsi , les contrées jurassiques de la Haute-Saône , de la Haute-Marne , de la Côte-d'Or, etc., contiennent des minerais de fer dans trois positions géognostiques correspondant aux trois étages oolitiques, et ces gisements se reproduisent dans le Doubs, dans le Jura bernois et le Porentruy. Les études de MM. Thirria et Thurman se sont accordées pour constater cette distribution de gîtes contemporains, signalés, quoique d’une manière moins complète, dans d'autres districts jurassiques.

Il existe dans l'étage oolitique inférieur une assise calcaire correspondante au forest-marble des Anglais, qui renferme un trèsgrand nombre de fentes , de cavités peu spacieuses remplies par du fer oxydé rouge. Les parois de ces cavités , qui ont une longueur de 2 à 8 mètres et 1 à 2 de largeur, sont lisses et ondulées comme celles des grottes et des civités si fréquentes dans le terrain jurassique. Le minerai y semble stratifié verticalement; il y est quelquefois concrétionné et évidemment pos-

teneur aux couches calcaires dont il a rempli les cavités ; mais l’absence de gîtes semblables dans les cavités des calcaires des étages oolitiques supérieurs porte tout à fait à croire qu'il est de formation jurassique. C’est un véritable minerai en roche, un oxyde rouge tout à fait distinct sous le rapport minéralogique des argiles alluviales ocreuses qui ont rempli certaines cavernes du même terrain.

Dans l'étage oolitique moyen , les mames qui correspondent à l'Oxford-clay contiennent une ou plusieurs couches de marne friable, pénétrée de grains oolitiques de fer hydraté. La puissance de cette couche ferrifere varie de 0"',50 à lm,80. Les oolites y sont de la grosseur d'un grain de millet , et la manie en contient de 20 à 30 p. 100. Les nombreux fossiles qui se trouvent dans cette couche y ont amené des phosphates qui rendent la fonte fusible , très-propre au moulage, mais peu convenable pour la fabrication du fer.

Les peroxydes rouges oolitiques exploités à Villebois , à Sennecey , les mines en roche de Conflandey (Haute-Saône) , les oolites rouges , quartzeuses, manganésifères de l’Aveyron , les hydroxydes oolitiques qui forment dans le département de l’Ain des couches de 0,50 à 2 mètres de puissance, appartiennent à la formation oolitique inférieure, dans laquelle paraissent concentrés la majeure partie des gîtes bien positivement contemporains. Cependant on trouve également des gîtes analogues dans les étages moyens et supérieurs : ainsi , indépendamment de ceux de la Haute-Saône , de la Côte-d’Or (Maison-Neuve), il existe dans la Moselle, notamment aux environs d’Hayange et de Moyeuvre, des hydroxydes oolitiques dans les trois étages et surtout dans l’étage inférieur et dans le supérieur.

Dans la Haute-Marne on exploite plus souvent les cavernes remplies d’argile rougeâtre pénétrée d'hydroxydes; ces minerais sont suivis jusqu’au delà de deux cents pieds à Thonance , Poissons , Montreuil , et fournissent des produits de qualité supérieure.

DU GISEMENT DES MINÉRAUX UTILES

Ainsi, les gîtes contemporains des trois étages ooli tiques consistent à la fois en couches stratifiées et peu continues d’oxydes rouges ou bruns, quelquefois à l'état d’oolites miliaires, plus rarement en couches marneuses assez étendues et peu puissantes pénétrées d’hydroxydes dans ce même état d’oolites miliaires , enfin en vides sinueux longs et étroits , remplis des mêmes oxydes avec les mêmes caractères minéralogiques. Les infiltrations ferrugineuses ont donc pris généralement à cette époque ce faciès oolitique si fréquent dans les calcaires eux-mêmes ; mais ces oolites sont ordinairement petites, et en cela distinctes des hydroxydes pisolitiques, qui paraissent généralement postérieurs au terrain jurassique.

On trouve dans le département de la Haute-Saône et sur le versant occidental du Jura un vaste dépôt argileux superficiel , avec fer hydraté pisiforme , que l'on a considéré successivement comme jurassique, crétacé et alluvien (voir la carte, fig. ]). Ce dépôt argileux, qui a souvent 10 mètres de puissance, couvre au moins la dixième partie du département de la Haute- Saône; la couche ferrifère a un mètre de puissance; elle est à la partie inférieure du dépôt , et contient des grains sphéroïdaux pisolitiques de fer hydroxvdé. Ces grains sont formés de couches concentriques bien distinctes , accompagnés de plaquettes , de géodes , de nodules tuberculeux , également de fer hydroxyde. Ces minerais sont disséminés dans une argile ocreuse , en bancs plus ou moins étendus où l’hydroxyde est dans la proportion d’un tiers à un dixième. M. Thirria a observé que les calcaires jurassiques supérieurs contenaient souvent, à l’approche du minerai de fer , des pisolites de même nature et des impressions de pisolites ; fait qui semble indiquer le dépôt des pisolites comme antérieur à la complète consolidation de ces calcaires. Les débris organiques trouvés dans le dépôt argileux sont d'ailleurs entièrement jurassiques , mais ils peuvent avoir été remaniés. Souvent le minerai pisiforme remplit aussi des fentes longues et sinueuses , et des cavités analogues à celles du forest-marble. Ces minerais contiennent des grains magnétiques, ce qui provient

d'une petite proportion de protoxyde; ils sont de bonne qualité et fournissent la majeure partie des fontes de Comté.

Des minerais consistant en pisolites , en grains, en géodes , en plaquettes et fragments irréguliers empâtés dans des couches argileuses et des sables marneux de l’époque du grés vert , se trouvent dans le Bas-Boulonnais où ils sont exploités pour les hauts fourneaux de la localité et pour ceux des environs de Valenciennes.

Le fer est souvent disséminé à l’état de sulfure dans les couches du grès vert. Entre Calais et Boulogne , les falaises rongées par les eaux de la mer abandonnent une grande quantité de rognons à surface cristalline et radiés à l’intérieur, de plaquettes mamelonnées qu’on recueillait autrefois pour fabriquer du soufre ou du sulfate de fer. Il existe même un banc de fer sulfuré, près du port Vissant , dans une argile noire mélangée de chaux phosphatée bitumineuse.

On peut remarquer dans les gîtes de la période crétacée un fait qui peut être également étendu aux autres périodes et qui n'est pas sans importance : c’est qu’en général les gîtes de minerais contemporains sont plus fréquents et plus développés à la base d’une formation ou à sa partie superficielle que dans la série même des couches , surtout lorsque les dépôts de cette formation sont à la fois homogènes et puissants. On chercherait inutilement des gîtes de minerai dans les 3 à 400 mètres si homogènes de craie blanche et de craie marneuse qui couvrent notre bassin septentrional ; ce n’est que dans les couches inférieures, couches dont les roches sont diversifiées par des modifications de dureté , de densité et de couleurs , que se montrent les infiltrations minérales qui se sont adjointes aux faits de sédimentation.

Minerai» tertiaire» et alluvien».

Dans les terrains tertiaires , les époques du développement des minerais hydroxydés pisolitiqucs et géodiques correspondent aux argiles plastiques et aux couches superficielles , c'est-à-dire aux deux extrémités de la période.

DU GISEMENT DES MINÉRAUX UTILES

Les minerais du Berry sont le terme le plus développé de cette génération de fers hydroxydés. Le bassin argileux qui recouvre le terrain jurassique dans le Berry contient , notamment dans la vallée du Cher, des couches très-chargées de pisolites dont la proportion varie d’un dixiéme à un tiers. Ces pisolites sont tantôt disséminées dans la masse , tantôt réunies et agglutinées par un ciment ferrugineux ou calcaire; d’autres fois ce sont des grains quarzeux , des nodules argileux réunis par un ciment d'hydroxyde assez abondant pour que la masse puisse être exploitée. Une partie des minerais superficiels du Nivernais, du Bourbonnais , du Bas-Rhin , appartiennent à l’époque tertiaire; mais il est trèsdifficile de les distinguer des minerais alluvions , car prés de ces gîtes tertiaires se trouvont des gîtes alluviens provenant des mêmes éléments remaniés. Cette distinction présente d'ailleurs peu d’importance géognostique et elle n'en a aucune sous le rapport de l’application.

Le bassin tertiaire parisien n’est pas lui-mêmo dépourvu de minerais. La difficulté de les traiter a pu décourager les recherches , mais il existe un projet d’ériger à Presle , prés Beaumont (Seine-et-Oise), des hauts fourneaux qui seraient alimentés par les minerais superficiels des environs.

Les minerais alluviens sont de beaucoup les plus répandus et ceux qui alimentent le plus grand nombre d'usines. Ils comprennent d’abord les minerais des formations précédentes , ceux surtout du terrain jurassique transportés et remaniés par les eaux diluviennes et beaucoup de gîtes de fer hydroxyde pisiforme, géodique, etc..., qui paraissent avoir été formés sur les points qu’ils occupent par des sources minérales.

Le fer hydroxydé alluvien se distingue des minerais hydroxydés de la formation oolitique par la grosseur généralement plus considérable des grains pisiformes, leur irrégularité plus prononcée, et surtout par l’absence de stratification. Dans beaucoup de cas le minerai n’est que le ciment servant à lier des corps hétérogènes ; telles sont les brèches à ossements diluviens qui sont quelquefois assez ferrugineuses pour être traitées. La généralité des

principes ferrugineux dans les brèches alluviales est d’ailleurs un fait remarquable ; car non-seulement les brèches à ossements accumulées dans les cavernes présentent ce caractère , mais il a été très-souvent observé dans les alluvions aurifères et gemmifères des Indes et de l'Amérique méridionale.

Il est difficile d’assigner aucune loi de gisement aux minerais d’alluvion; leur position superficielle en rend d’ailleurs la recherche fucile. Les minerais remaniés se trouvent souvent dans les mêmes contrées que les minerais intercalés , et les maîtres de forges n’établissent aucune distinction entre les minerais alluviens et les minerais jurassiques ou tertiaires superficiels. Les minerais remaniés se distinguent assez facilement en ce que les géodes . les grains , les concrétions sont brisés ; on y rencontre des fossiles antérieurs à l’époque alluviennc , défigurés , roulés, mélangés de coquilles diluviennes et d’ossements de mammifères. Enfin , on les voit reposer indistinctement sur tous les terrains , à des niveaux variables , couvrant les pentes , remplissant des dépressions , des anfractuosités , sans lignes de stratification bien déterminées.

Fig. 16. GUet de ftr hydrorydé pi si/orme dans U Jura.

La figure ci-dessus met en évidence une forme très -fréquente dans les minerais alluviens qui sont ainsi déposés dans les anfractuosités des roches préexistantes et sans relations dé-

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terminées avec les dépôts aliuviens ordinaires. D'autres fois , au contraire , le minerai , disséminé dans des couches marneuses ou sableuses , forme des couches régulières qui semblent partie intégrante du terrain alluvien quoiqu’elles n'aient pas sa continuité. Lorsque ces couches se trouvent tout à fait à la base des dépôts alluviens, comme dans la mine d’Auggen, décrite par M. Valchner, il peut y avoir quelque incertitude sur l’âge du minerai, et c'est en examinant les conditions du gisement qu’on pourra le déterminer; la liaison ordinaire de ces minerais avec les dépôts alluviens devient un guide pour cette détermination et pour les recherches qui peuvent en résulter. C’est ainsi que dans la vallée du Rhin jfig. 16) on recherche les minerais par des sondages qui doivent traverser à la fois la marne diluviale dite loss ou lehm *, les sables et cailloux roulés a, les sables molasses 3, le conglomérat calcaire 4, et une couche d’argile sableuse 6 qui recouvre le plan de stratification des minerais 6 qui sont au-dessus du terrain jurassique 1 .

Fig. 16. Couche de fer hydroxyde alluvien dans la vallée du Rhin pris <T Auggen.

Les districts où les minerais aliuviens se montrent sur la plus vaste échelle de développement et où ils ont donné naissance au plus grand nombre d'usines, sont (voir la carte, fig. 1 ) ; 1° celui qui est compris, vers la frontière , entre la Sambre et la Moselle, où les minerais alimentent les fourneaux des Ardennes , de la Meuse et de la Moselle. Ce sont des hydroxydes en grains arrondis, en rognons, en géodes et en plaquettes, disséminés dans

les sables qui recouvrent le terrain jurassique ; les gîtes de Saint- Pancré et d'Aumetz fournissent des fers de qualité supérieure. 2° La plupart des gîtes du Bas-Rhin qui consistent en argiles et sables alluviens contenant des fers carbonatés en décomposition et les minerais tertiaires remaniés. 3° Une partie des minerais superficiels du Jura , disséminés sur les plateaux, sur les pentes et dans les cavernes du calcaire. L’origine alluviale de ces gîtes est démontrée par la présence des débris organiques qui caractérisent cette époque; les minerais, souvent accumulés dans les cavernes, ont comme elles la forme de longs boyaux sinueux, ayant en moyenne 10 à 12 métrés carrés de section transversale et présentant, dans le sens de la stratification, des séries de renflements et d’étranglements ; ils sont souvent mis en rapport avec la surface du sol par des cheminées ou colonnes verticales de minerai ayant 6 à 8 mètres de section, orifices qui ont probablement servi à les remplir. 4° Les minerais oolitiques tertiaires disséminés dans les marnes superficielles des environs de Châtillon-sur-Seine , et quelques gîtes à pisolites et géodes du Nivernais sont alluviens. 5° A cette époque appartiennent encore tous les hydroxydes en fragments , en masses compactes fibreuses , mamelonnées , disséminés dans les argiles superficielles de la Charente, de la Dordogne, de Lot-et-Garonne, du Lot et de Tam-et-Garonne, représentant le groupe des minerais du Périgord. Ces minerais alimentent exclusivement toutes les forges du pays; les exploitations sont le plus souvent à ciel ouvert et descendent jusqu'à 20 mètres de profondeur ; les minerais obtenus sont assez riches et d’assez bonne qualité pour être traités par la méthode catalane. 6° Les sables alluviens des Landes contiennent de petits gîtes très-nombreux d’hydroxydes en grains libres ou agglutinés par un ciment de même nature ; ces grains forment ainsi, par leur réunion, des rognons, des plaques mamelonnées, disséminées dans les sables. On a remarqué qu’au milieu des agglomérations de ces hydroxydes tout à fait superficiels, on trouvait tris- fréquemment des débris végétaux qui paraissent avoir été le centre des précipitations. Des minerais analogues et

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cloisonnés pénètrent les parties argileuses des landes. Enfin, audessous de cette formation sableuse si récente, se trouve la couche argileuse qui retient les eaux dans les landes et qui est pénétrée elle-même en beaucoup de points d'hydroxyde en plaquettes, géodes, etc. Tous ces minerais sont exploités et alimentent un assez grand nombre de hauts fourneaux.

On voit en résumé que l’époque alluviale fut marquée en France par la génération d'une grande quantité d’hydroxydes. Sans doute bon nombre de gîtes, surtout dans les régions du Jura, du Bas-Rhin, de la Côte-d'Or, doivent leur existence au remaniement de gîtes préexistants ; mais cependant la majeure partie doit être attribuée à l’action de sources contemporaines , et telle est certainement l’origine des gîtes si multipliés du Périgord, des Landes, etc. Le tiers environ des hauts fourneaux de France est alimenté par les minerais alluviens.

Recherche et exploitation dei minerais de fer.

De cette description des gîtes ferri fores stratifiés avec les terrains de sédiment , on peut conclure que pendant toute la durée des temps géologiques , des sources minérales ferrifères ont eu à la surface une action continue, quoique intermittente et tout à fait comparable, sous ce rapport , aux émissions intermittentes de roches ignées , qui forment pourtant aussi une série continue. L’existence de ces gîtes , ainsi attribuée à une émanation de l’intérieur à la surface dont les eaux auraient été le véhicule, se trouve liée d’ailleurs, sous le rapport de l’origine , aux grandes révolutions de la surface du globe ; il était naturel d'en trouver la production plus active , après les révolutions de la surface , vers les lignes de séparation de terrains et formations plutôt que dans la masse régulière des dépôts : c’est en effet ce qui a lieu.

Un second caractère consiste en ce que ces dépôts ferrifères affectent un développement , non pas général comme celui des terrains sédimentaires , mais par districts et sur des points clairsemés comme celuides roches éruptives. Les lois de leur gise-

ment ne peuvent donc de même être que locales , et pour saisir les règles qui peuvent faciliter les recherches , il faut se borner à observer des districts circonscrits (comme ceux indiqués sur la carte), et les considérer comme différents entre eux, même dans le cas de conformité d’âge , par les caractères minéralogiques et les détails du gisement.

En concentrant ainsi les observations sur les développements locaux , on ne tardera pas à constater entre les divers gîtes des conformités de position et de formes qui pourront guider les recherches d'une manière presque certaine. On reconnaîtra, par exemple , que certains plateaux groupés dans des directions déterminées , analogues par la forme de leurs découpures, de leurs pentes , par leurs rapports avec les vallées , présentent le minerai dans des positions identiques.

Les minerais alluviens sont ordinairement recherchés par sondages, et d’après des indices éloignés, c'est-à-dire dans les positions que la pratique du pays a fait reconnaître pour les meilleures. Une marne qui contient 10 à 15 p. 100 de fer hydroxydé en grains est exploitable et le minerai , facilement obtenu par le débourbage et le lavage , est de qualité d'autant plus belle qu'il est plus dense. Une forte densité est ordinairement indiquée par la couleur foncée des grains. Ces mines en grains sont presque toutes un peu manganésifères et à gangue argileuse ; et, à l’exception de celles qui sont disséminées dans des bancs très-coquilliers (et qui peuvent contenir des phosphates), elles sont très-pures et trèsrecherchées pour la fabrication du fer. Leur teneur varie de 40 à

Les mines en roches n’ofTrent pas la même qualité ; leur teneur est généralement au-dessous de 35 p. 100, et les gangues, plus souvent siliceuses que calcaires , en rendent le fondage coûteux. Aussi ces minerais sont le plus souvent réservés pour les fourneaux au coke, et, à l’exception du beau gîte de La Voulte , ■ils ne donnent pas lieu à des transports éloignés. La recherche des mines en roches ne peut avoir lieu, ainsi qu’il a été dit plus haut, que d’après des indices directs.

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Le nombre total des minores et mines de fer en France, y compris les minerais de montagne, est évalué à 2,356, savoir :

Minières exploitées 1844 Mines exploitées 153

— « non exploitées. . . . 265 — non exploitées 93

La surface totale des concessions s’élève à 97,229 hectares.

1 1 ,000 mineurs travaillent dans ces exploitations et ont produit en 1840 :

Quintaux métriques.

Minières 20,114,831

Mines 2,371,465

Total 22,486,299

Ces minerais sont livrés au lavage et au triage , opération qui occupe 4,100 ouvriers, répartis dans environ 300 laveries mécaniques et 1 ,200 laveries à bras. Le produit est d'environ dix millions de quintaux métriques de minerai préparé , répartis comme

il suit :

686 hauts-fourneaux . 9,752,646

121 foyer» catalan» et corses ..... 838,308

dont la valeur totale est estimée à environ treize millions.

Ces minerais ainsi traités dans 544 hauts fourneaux au bois, 42 hauts fourneaux au coke et 121 foyers catalans ou corses , produisent

3,203,000 quintaux métriques de fonte brute et environ 25,000 quintaux métriques de fer malléable obtenus par le traitement direct. La valeur créée par ces produits directs subit des accroissements successifs par les autres opérations métallurgiques, et ces accroissements sont estimés ainsi que l’indique le tableau suivant, rédigé par l'administration des mines pour l'année 1840 :

Minerais 13,375,613

Valeur créée par la fonte 44,288,375

— par le gros fer 39,016,102

— par Ica fer» assortis . . 27,706,754

— par l'acier 5,944,800

Valeur totale 130,330,744

15,000 ouvriers , aidés par 2,859 machines hydrauliques ou à vapeur représentant une force totale de 22,000 chevaux , sont appliqués à ees travaux métallurgiques.

Dans plusieurs circonstances, des couches sédimentaires, surtout dans le terrain alluvien , contiennent des principes métallifères autres que des minerais de fer disséminés dans leur masse. Mais ces gîtes exceptionnels doivent leur origine à la destruction par les eaux de gîtes particuliers. Les éléments métallifères ont en effet résisté, soit par leur dureté, soit par leur malléabilité, à l'action érosive qui a pu détruire, dans beaucoup de cas, les gangues qui les accompagnaient ; ils ont été par conséquent isolés de leurs gangues et se retrouvent disséminés dans des dépôts de sédiment. Cette position particulière de quelques gîtes ne peut être décrite avec quelque utilité qu'après les gîtes particuliers dont ils proviennent. Nous nous bornerons donc à signaler ici l’existence de ces dépôts métallifères , surtout dans les terrains nlluviens , et à mentionner leur origine subordonnée à celle des gîtes métallifères proprement dits. On prévoit que, comme position géographique , ces gîtes de destruction doivent nécessairement se trouver dans les contrés où existent les gîtes en place qui ont été les points de départ , mais à des niveaux inférieurs.

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