RUE DES SAINTS- PKHES

s GITES MÉTALLIFÈRES

à divers niveaux géologiques les couches de mine en roche, tantôt compactes, tantôt pisolithiques ou oolithiques qui sont la base des fabrications les plus considérables. Les gîtes accidentels et subordonnés sont ceux qui fournissent les minerais de fer cristallins les plus purs et les plus recherchés. Quant aux minerais de cuivre, piomb, or, argent, zinc, antimoine, étain, bismuth, cobalt, nickel, manganèse, etc., nous devons aller les exploiter dans les filons et les gîtes de formes si diverses qui sont accidentellement subordonnés aux grandes masses minérales.

Nous nous proposons d*étudier les détails de la composition, de la forme et du gisement des gîtes métallifères, étude indispensable pour la recherche et Texploitation.

Les minerais doivent d'abord être définis, car cette dénomination est tout à fait conventionnelle et comprend des masses minérales dont les conditions sont très-variables.

C*est en effet le titre ou teneur en métal qui constitue un minerai : or, les métaux ayant des valeurs très-diverses, le titre exigé pour qu'une, roche métallifère puisse être appelée minerai variera aussi dans des limites très-étendues.

Prenons pour premier exemple les minerais de fer.

Beaucoup de roches contiennent de 10 à 15 pour 100 de fer. Ce ne sont pourtant p^s des minerais, car le prix du fer est tel qu'un titre double, soit de 25 pour cent, est nécessaire pour que le minerai puisse être utilement traité.

Les roches ferrifères commenceront donc au-dessus de 20 pour 100 à prendre le nom de minerai. Mais les fers carbonates peuvent contenir jusqu'à 45 pour 100, lorscju'ils sont purs; les fers hydroxydés hématites peuvent atteindre 60 pour 100 ; les peroxydes anhydres 70 pour 100 ; les fers oxydulés près de 80.

Les minerais pris en masse étant toujours mélangés d'une certaine proportion de gangues , la richesse pourra présenter tous les degrés de variations, depuis 20 pour 100 jusqu'à 45, 60, 70 pour 100; elle pourra môme descendre au-dessous de 20 pour 100, lorsque par des opérations peu coûteuses, telles que triages ou lavages, on pourra facilement élever le litre.

La plupart des minerais de fer s'exploitent comme mine en roche ut ne subissent qu*un triage qui écarte les gangues et les parties

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trop pauvres. Mais les minerais d'alluvion et surtout les minerais en grains sont disséminés dans des roches marneuses ou sablonneuses dont on les sépare au moyen de débourbages et de lavages. Ainsi les marnes qui contiennent les mines en grains de Comté, du Berry, du Châtillonnais, etc., ne contiennent guère que 10 à 20 pour 100 d'hydroxydes qui, une fois isolés, contiennent environ 40 pour 100 de fer. Le minerai proprement dit, c'est-à-dire la roche ferrifère exploitée et soumise au lavage, ne contient donc au plus que 5 à 10 pour 100 de fer, mais les procédés d'enrichissement sont si peu coûteux que ce titre suffit.

Il n'en est pas de même des roches compactes où le fer est engagé. Ainsi il est des basaltes qui contiennent 10 à 15 pour 100 de fer, mais qui cependant ne peuvent être considérés comme des minerais, aucun procédé de préparation mécanique ne pouvant leur être appliqué pour en élever le titre.

Les mêmes considérations s'appliquent aux minerais des autres métaux, avec celte différence que les procédés d'enrichissement et de lavage étant d'autant plus efficaces que le métal a plus de valeur, il existe des différences bien plus grandes entre le titre du minerai pris en masse dans les chantiers d'exploitation et celui des minerais enrichis par les préparations mécaniques qui sont livrés aux usines.

Les DÛuems de zinc sont la calamine et la blende. Ils ont une certaine analogie avec les minerais de fer en roche ; la préparation mécanique en est difficile et le traitement métallurgique est difficile, de telle sorte que la richesse des minerais livrés aux usines doit être supérieure à 20 pour 100.

Un titre élevé est facilement obtenu avec la blende cristalline qui se détache facilement des gangues, ou que l'on peut facilement enrichir par la préparation mécanique ; il n'en est pas de même des calamines dont le lavage est assez difficile.

Les gîtes calaminaires doivent donc être riches pour être exploités avec avantage. Ainsi les minerais directement extraits du gîte de Moresnet, longtemps exploité sous le nom de Vieille-Montagne, obtenaient facilement par un simple triage le titre de 40 pour 100. Plus tard, l'épuisement du gîte conduisit à exploiter des minerais pauvres autrefois délaissés, et l'on procéda même au lavage de tous

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les débris et écarts des anciennes exploitations de manière à obtenir des minerais à 20 pour 100.

Des minerais de zinc à 20 pour 100 peuvent être exploités lorsque les usines métallurgiques sont voisines ; mais lorsque les frais de transport sont élevés comme, par exemple, pour les minerais exportés d'Espagne, le titre minimum est 30 pour 100.

Les minerais de plomb se présentent dans des conditions toutes différentes. La galène, qui^est le minerai dominant, a une densité telle que la préparation en est très-facile, de telle sorte qu'on peut exploiter des minerais bien au-dessous du titre exigé par les usines.

Ainsi les galènes livrées par les mines du Hartz aux fonderies sont au titre moyen de 50 pour 100. Dans les chantiers d'abattage, on ne peut évaluer leur proportion à plus de 5 pour 100.

Mais les galènes contiennent une petite proportion d'argent, 0,0005 environ, qui ajoute une valeur notable à celle qui résulte de leur titre en plomb.

Les galènes argentifères, enrichies par triage ou lavage, aux titres de 50 à 60 pour 100 de plomb, et de 0,0005 à 0,001 d'argent, peuvent supporter des frais de transport considérables.

Les minerais de cuivre présentent un intérêt tout spécial, car de tous les métaux usuels le cuivre est celui dont le prix est le plus élevé et le débouché le plus facile.

Les mines du Cornwall livrent les pyrites cuivTeuses aux fonderies de Swansea, au titre de 8 pour 100, mais la masse exploitée atteint à peine 1 pour 100.

Ainsi une roche qui contient 1 à 2 pour 100 de cuivre est un minerai de cuivre, tandis qu'une pareille proportion de fer n'a aucune importance. Le kupferschiefer du Mansfeld n'en contient pas davantage, non plus que les amphiboles et yénites cuprifères de la Toscane.

Mais lorsqu'un minerai, à cette teneur, se trouve loin du combustible nécessaire pour la fusion, loin d'un port qui permette son expédition à Swansea ou tout autre centre métallurgique, ce n'est plus un minerai. Ainsi les exploitations de la BoUvie et du Chili ne j)envent expédier utilement (jue des minerais de cuivi-e au-

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dessus de 10 pour 100. Les minerais de titre inférieur, lorsqu'ils ne pouvaient plus être enrichis par le triage, restaient donc sans valeur sur les haldes de ces mines, jusqu'à ce que les perfectionnements des voies de transport aient permis de créer des usines dans le pays et de rendre à ces déblais le nom de minerais.

La grande valeur du cuivre permet d'exploiter des masses trèspauvres. Dans un filon, une veine de cuivre pyriteux-ou sulfuré, ayant seulement quelques centimètres d'épaisseur, pourra rémunérer tous les travaux de percement et donner des bénéfices à Vabattage en grand ; dès lors est-il surprenant de voir les mines de cuivi'e du lac Supérieur jouer le rôle le plus actif dans le défrichement et la colonisation de contrées autrefois désertes.

Tous les minerais ne fournissent pas un cuivre d'égale qualité. Les pyrites sont souvent, en Cornwafi, mélangées de fer arsenical, de galène et de blende qui altèrent la qualité du produit. On a donc établi une distinction commerciale entre les cuivres purs et doux de Russie et ceux du pays de Galles, dans lesquels cette qualité de douceur n*est ordinairement obtenue que par un mélange de plomb.

Vétain n'est exploité qu'à l'état d'oxyde ; son traitement est donc facile, et le minerai peut être abattu à des titres inférieurs à ceux des métaux précédents. Cet oxyde a deux manières d'être bien distinctes : 1** en roches, c'est-à-dire disséminé dans des gangues dures qui constituent des filons ou des stocwerks ; 2« en grains disséminés dans des alluvions. Dans les roches dures des filons de Comwall et de Saxe, on peut poursuivre des minerais à la teneur de 0,005 d'étain, car, outre que ce minerai .a plus de valeur intrinsèque que celui du cuivre, parce qu'il est d'une réduction, peu coûteuse, la préparation mécanique en est facile, à cause de la grande pesanteur spécifique de l'oxyde d'étain ; on peut aisément concentrer les schlicks à 50 et 60 pour 100.

En Cornwall le quintal d'étain obtenu consomme seulement 175 kilogrammes de houille, et le total des frais de traitement n'est que de 12 à 14 francs. Il reste donc encore au minerai une valeur de 130 francs à la teneur de 60 pour 100.

Il y a une grande distinction à faire entre les mines d'étain en roches et les mines d'alluvion. Dans les premières, la pureté

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du minerai est toujours altérée par le mélange de pyrites et de fer arsenical ; tandis que, dans les autres, le minerai parfaitement isolé donne un produit de qualité supérieure. Cette distinction établit une différence de prix entre les étains de Banca et les étains anglais. On n'exploite, en effet, sur les côtes de Banca et de Malacca, que les minerais d'alluvion.

Le mercure est encore plus restreint dans ses provenances que le cuivre ou Tétain ; il se trouve à Tétat de cinabre et les gîtes de ce minerai sont très-rares.

Les mines d'Almaden fournissaient presque exclusivement le mercure au monde entier avant la découverte des mines similaires de la Californie ; le jninerai sortant de ces mines pour être traité ne contient pas moins de 0,10 de mercure.

On exploite à Idria en Carniole, et près de Seravezza en Italie, des schistes qui ne donnent après le triage que 0,05 à 0,01 de mercure ; le traitement est si simple et le produit si recherché, que ce bas titre est encore suffisant pour compenser les frais d'exploitation dans des roches qui sont rarement résistantes.

Le cinabre imprègne quelquefois lesL roches dans lesquelles on le trouve d'une manière si intime, que la préparation mécanique des minerais est très -difficile. A Idria dn perd 35 pour 100 de cinabre par la préparation mécanique. Il faut donc, autant que possible, ne chercher à enrichir le minerai que par le triage.

Les minerais d'argent sont le plus souvent des minerais complexes traités pour plusieurs métaux : tels sont du moins ceux que fournissent les mines de l'Europe. Pour apprécier d'une manière convenable le titre nécessaire des minerais d'argent, il faut étudier les conditions des exploitations américaines. L'argent s'y trouve dans des filons puissants, à l'état natif et à l'état de sulfure , pur ou mélangé d'autres sulfures , souvent à l'état de chlorure. Ces minerais ont pour gangues la chaux carbonatée, le quartz et la pyrite de fer. *Dans les parties supérieures des gîtes, les pyrites, ordinairement décomposées, ont donné lieu à des hydroxydes qui contiennent les miserais argentifères dont ils masquent complètement la richesse. Tels sont les minerais dits pacos et colorados dans le Pérou, le Chili et le Mexique.

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Les mines de l'Amérique ne sont productives qu'en raison de la grande abondance des minerais. Les masses d'argent natif, sulfuré, rouge, chloruré, etc., que Ton a quelquefois citées, ne sont que des exceptions, et la richesse ordinaire des minerais est comprise entre 0,002 et 0,005. Cet argent contient presque

toujours un peu d'or.

Les célèbres gîtes de la montagne de Potosi en Bolivie ne donnent plus que .du minerai à 0,0004, et c'est à peine s'ils fournissent encore des extractions de quelque importance.

On a exploité à Bockstein dans le Salzbourg, et à Zell en Tyrol, des mines d'argent aurifère qui ne rendaient que 0,000015 d'argent et 0,00001 d'or; c'est-à-dire qu'un mètre cube de minerai produisait une valeur d'environ 37 francs pour l'un et l'autre métal. Il est probable qu'une pareille exploitation ne pourrait se soutenir aujourd'hui dans toute autre localité.

L'or ne se trouve qu'à l'état natif ; la valeur que peuvent avoir les minerais dépend donc uniquement de la proportion et de la nature des gangues. On peut répartir en quatre classes les divers minerais exploités au Brésil, en Australie et en Californie.

1» L'or disséminé dans les gangues généralement quartzeuses, dont il doit être extrait par abattage, bocardage et lavage ; 2« l'or disséminé dans des pyrites de' fer où il est absolument imperceptible et d'où il ne peut être extrait que par l'amalgamation; 3« l'or disséminé dans des hydroxydes de fer provenait de la décomposition de ces mêmes pyrites ; 4® enfin l'or disséminé en paillettes et pépites, dans les allu viens.

Ce dernier gisement est celui qui fournit la plus grande partie de Tor. Op peut considérer que la limite inférieure est de

deux grammes d'or par tonne de sable lavé, c'est-à-dire à ^^^y

la moyenne des sables lavés en Russie contenant rr^rt. Quant

aux gisements directs, situés dans les roches quarlzeuses et les pyrites ou oxydes de fer qui ont fourni l'or aux alluvions, les conditions en sont plus difficiles à apprécier.

Dans la première classe, celle où les roches quartzeuses doivent être abattues pour l'extraction directe de l'or, se placent les mines de Beresow en Sibérie, de Taquary et Gongo-Socco au

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Brésil, de la Californie et de TAustralie. Ces mines n'ont souvent qu'une existence précaire par suite de l'incertitude de leurs produits ; à une journée qui enrichit subitement l'exploitation succèdent soifvent des mois entiers de travaux improductifs. Si Ton calcule ce que doit rendre en schlick d'or un mètre cube de quartz abattu, bocardé et lavé, pour constituer une opération en bénéfice, on trouve que la proportion de 0,00001 est un «linimum. On a cité beaucoup d'exemples de riches filons où la proportion s'était élevée à 0,0001.

On voit, en résumé, que la dénomination de minerai peut être appliquée-à des masses métallifères contenant, suivant les métaux, des proportions variant de 0,25 à 0,00001 .

Fer 0,25

Zinc 0,20

Plomb 0,02

Cuivre 0,01

Mercure .... 0,01

Étain 0,005

Argent 0,0005

Or 0,00001

Les autres métaux moins usuels, tels que l'antimoine, le .nickel, le cobalt, le bismuth, etc., ont des titres également très-variables.

Les gangues varient de composition et de caractères, suivant les métaux qu'elles accompagnent. Tantôt elles sont tout à fait distinctes et faciles à séparer des parties métallifères ; tantôt leur mélange est si intime, qu'on est obligé de fondre le tout ensemble. Dans ce dernier cas, on considère les gangues dont on ne peut se débarrasser par un simple cassage et triage comme partie intégrante des minerais.

11 ne faut pas confondre avec les gangues les roches métallifères dont la dénomination beaucoup plus étendue s'applique ordinairement au terrain qui contient à la fois les gangues et les minerais. C'est ainsi que certains porphyres ont été appelés porphyres métallifères, parce (|u'ils accompagnaient souvent les gîtes d9 minerais, mais sans qu'eux-mêmes en contiennent jamais.

Les titres précités des minerais sont donc abaissés dans la

pratique, par les facilités d*enrichisôement par cassage, triage ou préparation mécanique, que présentent certains mélanges de gangues et de minerais. C'est ainsi que, pour le fer, une marne dans laquelle les hydroxydes pisolithiques ou oolithiques se trouvent disséminés peut être exploitée au titre réel de 5 à 10 pour 100 ; que les minerais de cuivre durs et tenaces sont exploités à 0,001, tandis que des minerais tendres et faciles à enrichir peuvent n'avoir en masse que 0,0005. C'est ainsi que Tor engagé dans des pyrites disséminées dans des roches quartzeuses, très-tenaces, esta peine rémunérateur au titre de 0,00005 ; tandis que, dans des quartz fendillés bien cassants contenant- des pépites et grains faciles à isoler, on exploite avec avantage des masses au titre de 0,00001.

Les gangues ont, en outre, une certaine influence sur les minerais, par leur nature minéralogique. Ainsi, pour les minerais qui doivent être enrichis par le lavage, une gangue légère et fragile doniiera de la valeur, comparativement à une gangue lourde, dure et tenace.

Pour les minerais qui doivent être directement fondus, une gangue réfractaire, qui exigera de fortes additions au lit de fusion, diminuera la valeur du minerai ; une gangue facile à fondre et à liquater, comme l'amphibole, sera avantageuse ; enfm,une gangue de spathfluor, qui sera elle-même un fondant pour les autres substances, augmentera d'une manière notable la valeur du minerai et permettra par conséquent d'exploiter un titre plus bas.

Toutes ces considérations seront expliquées avec plus de détail à la fin de ce travail, lorsque nous aurons à parler de la préparation des minerais et des titres que l'on peut obtenir par les procédés d'enrichissement.

Les minerais ont toujours été l'objet d'études spéciales. Exploiter un gîte métallifère est facile, mais rechercher ces gîtes, en apprécier la valeur et l'allure souterraine de manière à déterminer la disposition des travaux, c'est sans contredit l'appUcation la plus difficile de la géologie, la mission la plus importante de l'ingénieur

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des mines. Celte application est en effet créatrice. Une valeur était ignorée dans les profondeurs du sol, l'ingénieur Ta découverte, en a prévu et signalé les formes et Tallure souterraine ; il a tracé les travaux qui doivent permettre d'y pénétrer, désormais cette valeur est acquise (1).

Après l'examen du minerai et de ses gangues, après Tappréciation du titre, vient nécessairement l'étude des formes du gîte, de ses dimensions, de ses allures souterraines, de ses relations avec les terrains encaissants.

Les différences les plus prononcées distinguent les gîtes métallifères des gîtes généraux ou roches. Les gîtes* généraux sont toujours en couches ou masses qui doivent être regardées comme contemporaines des terrains dont ils font partie ; les gîtes métallifères affectent, au contraire, des formes spéciales, indépendantes de la stratification, et qui leur assignent une origine postérieure aux terrains dans lesquels ils se trouvent enclavés.

Sous le rapport minéralogique, beaucoup de substances nouvelles entrent dans la composition des gîtes métallifères, et celles qui sont communes aux deux classes présentent des caractères spéciaux qui peuvent les faire distinguer dans les deux positions.

Les gîtes métallifères peuvent être considérés comme se rapportant à deux classes distinctes :

Les gîtes réguliers assujettis à certaines conditions géométriques de formes et d'allures ;

Les gîtes irréguliers dont les formes sont indéfinissables et qui sont assujettis seulement à certaines conditions de gisement.

Los gîtes réguliers comprennent les filons ;

Les agîtes irréguliers comprennent les amas, les veines et stoc-

WERKS.

(1) Ce caractère créateur de l'art des mines a élé signalé depuis longtemps, et dès le commencement de notre ère, Cassiodore le définissait en ces termes :

« Metallarii cautior ars, vi(a felicior est. Intrant egcntes, exeunt opulenti : dia vitias, sine furto, râpiunt ; optaiis tlicsauris sine invidià perfruuntur ; et soli « sunt hominnm qui absque nulld nundinaiione pretia videautur acqnirere. Au- « rum si quidem et argentom per bella quaerere nefas est; per maria, periculum; « per falsitates opprobrium ; suA vero naturà, justitia. Honesta sunt tuera per « quie nemo laulitur ; et b4tae arquiritur quod à nul lis adhuc dominis abro- « gttar. »

Pour se rendre compte des formes de ces gîles, le seul moyen est de formuler nettement leur origine (jui explique à la fois les conditions de leurs allures et de leur gisement.

Les FILONS sont des masses minérales aplaties, comprises sous deux plans à peu près parallèles, qui coupent la stratification des terrains dans lesquels ils se trouvent. On peut se les représenter comme des cassures ou fentes plus ou moins considérables faites dans récorce du globe, et postérieurement remplies par diverses substances minérales parmi lesquelles se trouvent souvent les minerais. La masse d'un filon est donc une plaque à parois plus ou moins ondulées, de la dimension de la fente préexistante, et dont la position n'a aucun rapport avec la stratification du sol, de même que sa composition est généralement tout à fait distincte.

La dénomination d*AMAs n'entraîne aucune forme déterminée, non plus que celles de Veines ou stocwerks, qui s'appliquent aux amas dans lesquels le minerai est plutôt disséminé dans les fissures des roches que rassemblé en masses dont on puisse figurer les contours.

Ces définitions sont d'autant plus vagues, qu'il existe des transitions fréquentes entre les gîtes en filons et ceux en amas ; et l'on ne saurait se rendre compte des formes, de leurs variations et de leurs accidents, si Ton n'a d'abord été fixé sur le mode de formation de ces gîtes. Nous avons dit que les filons devaient être considérés comme des fentes produites dans la croûte solide du globe et remplies postérieurement par des gangues provenant à la fois des influences extérieures et intérieures, c'est-à-dire par des matières venues de haut en bas et de bas en haut ; ces gangues se sont pénétrées de combinaisons métallifères, qui toutes paraissent devoir être attribuées à des émanations souterraines.

L'origine des amas et des stocwerks doit être considérée comme se confondant avec celle des filons sous le rapport du mode de remplissage ; mais, sous le rapport des phénomènes qui ont déterminé la forme des gîtes, il existe des distinctions essentielles. Les amas paraissent fiés d'une manière bien plus immédiate aux grandes perturbations géogéniques qui, à des intervalles différents, ont accidenté la surface du globe. Comme gisement, leur connexion avec celui des roches ignées est bien plus intime ; souvent même.

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la sortie directe des amas métallifères paraît avoir été^ comme celles des roches ignées elles-mêmes, le résultat d'une action expansive agissant énergiquement de bas en haut, soulevant et brisant les dépôts sédimentaires superposés. Ce sont des gîtes que Ton peut appeler métamorphiques.

Nous énonçons ainsi à l'avance le mode de formation des filons et des amas métallifères, afin de faciliter Tappréciation des phénomènes multipliés qu'ils présentent. Le principe de cette origine n'est plus, en effet, un problème à résoudre, et ce premier énoncé "du théorème aura l'avantage de nous dispenser de faire continuellement ressortir les conclusions qui résultent des moindres détails descriptifs. Nous en trouverons successivement les preuves : dans la composition et la structure des gîtes métallifères , dans leurs formes ou allures, enfin dans les relations qui existent soit entre eux, soit avec les terrains encaissants.