ORIGINE DES GISEMENTS MINERA UX

Les gisements minéraux doivent être soit primaires, formés en même temps que la roche encaissante, ou secondaires, formés durant une période ultérieure. Ils doivent être soit d'origine éruptive ou d'origine aqueuse. Chacune de ces hypothèse a trouvé des défenseurs. En prenant surtout pour base la ressemblance minéralogique qui existe entre ces minerais et les minerais cupro-nickelifères de Sudbury, et du fait que dans les deux cas une roche encaissante importante est plutôt une roche basique ignée, on a prétendu que les gisements de Rossland ont été formés par la ségrégation, en certains points particuliers, des éléments de base, tels que les sulfures, de la roche encaissante alors qu'elle était à l'état de fusion. Dans ce cas, les gîtes seraient primaires (contemporains) ou "syngénétiques." Un groupe très restreint de ceux qui ont personnellement examiné les gisements de Rossland, soutiendront cette théorie, car elle est en contravention directe avec tous les faits connus et relatifs au mode de gisement des minerais. A la façon dont le minerai se présente dans les veines et dans les filons, le long des fractures ou des zones de fractures, pour y remplacer les minéraux des différentes roches encaissantes, il est évident que les gîtes sont secondaires (épigénétiques). Ceci veut dire que les gisements ont été formés postérieurement à la roche encaissante, et par l'intermédiaire de solutions aqueuses chargées de substances minérales qui se sont trouvées en relation intime avec l'activité ignée. Une preuve supplémentaire à ce genre d'origine des minerais est apportée par un examen des plaques minces microscopiques du minerai, qui démontrent l'origine secondaire de tous les minéraux fîloniens et font voir le remplacement graduel des éléments constitutifs originels des roches par ces mêmes minéraux.

Il en résulte donc que les gisements minéraux de Rossland peuvent être classifîés comme des dépôts de remplacement épigénétiques, placés le long des zones de dislocation ou des

fissures de scission. C'est-à-dire que la roche encaissante disloquée et brecciolaire, qui se trouve le long de ces zones fissurées, a été lentement transformée en minerai, grâce à l'action de solutions aqueuses chaudes et alcalines et de gaz dont l'ascension s'est opérée en partant des couches profondes sous l'action de la haute température et de la forte compression.^ Les minerais, comme l'indique leur texture^ eutectique rugueuse, et les minéraux présents ont été déposés dans la zone filonienne profonde', mais dans des conditions qui se rapprochent de celles de la zone de contact métamorphique. La transformation des minéraux de la zone disloquée, en d'autres minéraux de composition chimique différente, s'est effectuée au moyen d'une solution et d'une précipitation pratiquement simultanées ou, pour tout dire en un mot, par le "remplacement" (métasomatisme). Quand les choses procèdent ainsi, les réactions se font partiellement dans les roches consistantes de la zone anamorphe^ où les minéraux nouveaux sont forcés de se faire une place en dissolvant les minéraux qui les reçoivent. Dans ce cas, le volume des minéraux de remplacement serait égal à celui des minéraux remplacés et il ne resterait ainsi aucun espace pour la solution. Nulle influence directe ne serait exercée par la force de cristallisation, mais la solution prévaudrait aux endroits maxima de compression, alors que la sédimentation serait plus abondante aux endroits où a eu lieu le minimum de compression. Il est probable que des réserves exceptionnelles de chaleur, fournies

' La compression est propre à causer la cristallisation de minéraux d'un faible volume moléculaire et elle n'a, comme l'a démontré Van't Hoff, qu'une faible influence sur la cristallisation d'un minéral en particulier. Quelques calories peuvent contrecarrer l'effet de plusieurs atmosphères. Van't Hofif, J. H.: "Physical Chemistry in the Service of the Sciences," Chicago, 1903. p. 123.

' Une texture semblable à celle de certaines roches ignées, comme par exemple le granité graphique, où deux minéraux (quartz et feldspath) sont intimement entremêlés. Cette texture démontre que les minéraux ont cristallisé simultanément.

• W. H. Emmons, "A Genetic Classification of Minerais": Econ. Geol., Vol. III, n" 7, pp. 611HS27.

W. Lindgren, "The Relation of Ore Déposition to Physical Conditions:" Econ. Geol.| Vol. II, pp. 105-127.

E. T. Allen, "Studies in Ore Déposition with Spécial Référence to the Sulphides of Iron": Jour, of Wash. Acad. of Sci. (1911), pp. 170-7. La pyrrhotine se forme lorsque la température est au-dessus de 575 degrés G.

* Un terme employé par Van Hise pour désigner une zone qui coïncide avec la zone d'écomlement Uthologique, dans laquelle on ne trouve que des ouvertures sous-capillaires et où l'altération de la forme est efFectuée par granulation ou recristallisation.

par l'intrusion ignée, ont transporté jusqu'auprès de la surface ces réactions de la prétendue zone anamorphe.

La conclusion émise que la direction du mouvement des agents minéralisateurs était de bas en haut, est corroborée par la façon dont les filons se ramifient et se terminent superficiellement, aussi bien que par la disposition du minerai que l'on trouve concentré sur certains points le long du mur ou sous la paroi des dykes et des apophyses. Les eaux ascendantes furent probablement poussées en haut par la force d'expansion des gaz. On a observé en outre, dans la mine Josie, que l'augite de la porphyrite augitique était le dernier minéral à être remplacé par la silice (planche XV A) . Si les eaux avaient été descendantes au lieu d'être montantes, le contraire se serait produit, puisque ces eaux descendantes d'infiltration, plus ou moins chargées de sous-oxyde de carbone, auraient, à des températures ordinaires, décomposé graduellement les silicates et particulièrement le pyroxène, l'amphibole, la biotite et les feldspaths calcaires. Les feldspaths alcalins seraient attaqués plus lentement.

Nombre de théories ont été émises relativement à la source des solutions minéralisantes. Brock discute cette question comme suit:^

"Toutes les eaux qui circulent souterrainement sont des agents chimiques et sont plus ou moins effectives dans la formation des filons. Elles peuvent être des eaux provenant de la surface ou des eaux météoriques descendant à travers les petites fractures ou les géodes des roches et dissolvant la matière minérale des roches à travers lesquelles elles passent, allant ensuite déposer ces substances minérales dans les principales fractures, et accomplissant leur oeuvre à mesure qu'elles descendent. Ou elles peuvent être des eaux météoriques qui ont voyagé sur un long parcours au-dessous de la surface et qui ont acquis une haute température dans les profondeurs auxquelles elles ont atteint. En remontant vers la surface, et suivant en cela le même principe que celui auquel est soumise une eau qui circule dans un appareil de chauffage ordinaire, ces eaux météoriques déposent la grande quantité de substances minérales préa-

> Manuscrit inédit de R. W. Brock.

lablement acquise dans les voies qui ont servi à leur ascension. Ces eaux peuvent être, en outre, des eaux qui ont été enterrées dans des sédiments déposés près de quelque ancienne délimitation riveraine, et qui, après des intervalles séculaires, sont parvenues à s'échapper à travers les fractures des formations sédimentaires, aujourd'hui transformées en roche solide. Ou encore, elles peuvent être ce qu'on a appelé des eaux de jeunesse, apportées lors de l'ascension du magma de la roche en fusion pour être ensuite rendues par lui durant et après son irruption et sa consolidation, eaux ascendantes qui atteignent pour la première fois la surface du sol. Il est à peu près sûr d'afïîrmer que de telles eaux magmatiques doivent contenir de fortes quantités de substance minérale en solution.

"L'invasion éruptive du magma en fusion, en réchauffant les assises rocheuses, ne pourra toujours qu'augmenter en une large mesure l'efficacité des eaux souterraines en élevant leur température. Lorsque l'eau est chaude, elle devient en effet un dissolvant beaucoup plus puissant, et en outre de cette qualité et de dissoudre avec beaucoup plus de vigeur, l'eau chaude peut porter une charge beaucoup plus forte de substances minérales. Lorsqu'elles font irruption dans une région où la température et la pression sont moins intenses, ou lorsqu'elles se rencontrent avec des courants froids provenant de la surface, ou enfin dans toute autre condition favorable à la précipitation, ces eaux chaudes ascendantes déposeront leur charge de matière minérale, l'échangeant souvent pour une substance qu'elles peuvent enlever par dissolution à la roche encaissante, et formant ainsi des veines et des filons de remplacement. Le fait que l'eau chaude ascendante puisse porter en solution de la matière minérale et que cette eau est en état de former des filons métallifères, est démontré par les dépôts que laissent les eaux de sources thermales, de même que par la formation de veines minéralisées dues aux eaux de sources chaudes, phénomènes qui se produisent actuellement dans les laboratoires de la Nature."^

• A. Daubree, Mem. sur la relation des sources thermales de Plombières avec les filons métallitères. Ann. d. Mines. V. Ser., Vol. XIII, pp. 227-256.

H. Miller, Uber die Beziehungen Zwischen Mineralquellen und Eizgangen in nordlichen Bôhmen und in Sachsen. B. V. Cotta's Gangstudien III, pp. 261-309.

W. H. Weed, Minerai Vein Formation at Boulder Hot Springs, Montîina; 2lBt Annua Rept.. U. S. Geol. Sur., 1900, Part II, pp. 227-255 and Trans. Am. Inst., M. E. Vol. XXX.

Les conditions géologiques de Rossland ont été favorables à l'action minéralisatrice des eaux souterraines. Les bouleversements orogéniques ont disloqué les assises rocheuses régionales, créant ainsi de larges voies que les eaux ont suivies. De temps à autre, les grandes intrusions du magma en fusion fournirent leur appoint de chaleur et portèrent ainsi l'efficacité des eaux à son maximum, fournissant très probablement les substances métallifères et les eaux minéralisatrices elles-mêmes. L'hypothèse que l'on vient d'émettre reçoit un fort appui par le fait du caractère général et des relations intimes des filons métallifères, des formations de la roche encaissante, et par l'étroite association des filons avec les apophyses intrusives de porphyrite dioritique et les stocks enforme de dôme de la granodiorite qui remontent au début du Jurassique^.

Si l'on se base sur les données recueillies jusqu'ici, il semble qu'on puisse, déduire avec certitude que les solutions minéralisées sont venues en grande partie des couches profondes d'un magma formant réservoir, après avoir été en fusion sous l'influence résultant de l'intrusion du batholithe Trail. Les apophyses de porphyrite dioritique avec lesquelles les minerais ont de si intimes relations auraient été formées à la même source, mais elles représentent les apophyses d'intrusion plus anciennes (dyke aschistique) qui accompagnent l'invasion du batholithe granodioritique. Soumises à une intense pression, les apophyses furent probablement injectées dans les fractures de tension qui se formèrent dans les couches rocheuses superficielles, couches qui sont dues à la forme de dôme qu'a prise le batholithe, rendu lui-même plus étendu par ces apophyses. D'un autre côté, les solutions métallifères représentent les effets ultérieurs plus récents (solfatarisme) de la même intrusion batholithique, ayant été introduites de force dans la zone disloquée moins ancienne, de même que dans les fissures et les fractures (formées en grande partie par les effets de compression qui se sont produits dans la croûte terrestre).

2 Depuis que ceci a été écrit, est paru un article intitulé: "Relation of Ore Deposits to Différent Types of Intrusive Bodies" par B. S. Butler qui, en parlant des gisements de l'Utah, déclare: "Les gisements minéraux associés avec les laccolithes et les stocks tronqués plus profonds, ont été d'une importance commerciale relativement faible. Par contre, lorsqu'ils sont associés avec les stocks à troncature apicale, les gisements sont d'une grande valeur." Econ. Geol. Vol. X, n» 2 (1915), pp. 101-122.

Les phases ultimes des périodes de volcanisme sont ordinairement marquées par des réactions post-éruptives et des périodes de solfatarisme. L'eau qui existait dans la solution qui constituait le magma batholithique, alors que le magma s'est cristallisé ou qu'il a fait irruption dans les niveaux supérieurs de la croûte superficielle, a dû être mise en liberté comme l'un des éléments constitutifs les plus volatils, permettant ainsi son ascension vers des niveaux plus froids. Une grande partie de la pyrite et du quartz a probablement été détachée des parois granitiques, et à de grandes profondeurs, en vertu de certains procédés chimiques. Il est également probable que la condition si fortement décomposée de la zone disloquée souterraine de la Centre Star est due à la haute température et à la vigoureuse action chimique des gaz et des solutions qui ont remonté vers la surface. Au début, ces solutions contenaient une abondance de sulfure d'hydrogène et de potasse^ et, comme résultat de leur température élevée, elles ont extrait le sodium et le calcium des épontes, ajoutant du sulfure pour former de la pyrite, et de la potasse pour former de la biotite. Ces solutions sont ainsi devenues plus alcalines au fur et à mesure de leur ascension vers de plus hautes régions. Dans les étages supérieurs et plus froids, les gaz ont dû se condenser jusqu'à la liquéfaction. La précipitation serait ensuite commencée par la diminution de la pression et de la température ou par des réactions qui se sont produites avec les minéraux lithologiques adjacents. Les eaux météoriques se sont probablement mêlées avec celles d'un caractère magmatique et ont ainsi donné lieu à la sédimentation. En dernier lieu, les eaux encore chaudes ont sans doute jailli à la surface sous forme de sources ascendantes.

A la façon dont les teneurs aurifères sont réparties dans les filons sulfureux, il paraît évident qu'il y a eu dans Rossland plus d'une période de minéralisation. Dans quelques veines sulfureuses, les teneurs aurifères cessent brusquement au point de croisement des dykes de lamprophyre ou des surface de glissement avec le filon, alors que la veine sulfureuse, de trop basse teneur pour être exploitée, continue sans interruption jusqu'au

•Voir les analyses chimiques des épontes bien conservées et de celles qui sont décomposées, aux pages 248 et 269.

delà du dyke. Il semble que le dyke ait joué le rôle d'une digue imperméable et qui a empêché la solution aurifère plus récente de circuler plus loin. Le résultat a été que ces solutions ont déposé leur fardeau de métal précieux dans le filon non interrompu qui se trouve plus ancien que le dyke. On se rappellera que 10 à 50 pour cent de la proportion totale de l'or dans les minerais se trouve à l'état libre, et que les hautes teneurs aurifères des mines Jumbo, Giant, Velvet et Spitzee sont intimement associées aux dykes de syénite alcaline (pulaskite).

D'après les données recueillies sur le terrain, on peut déduire qu'il y a eu au moins deux périodes de minéralisation: dans la première et la principale période, il y a eu des émanations de magma contenant du cuivre, du soufre, du nickel, du fer, de l'or, du plomb, de l'argent, du cobalt, de l'antimoine et du molybdène, à la suite de l'intrusion du batholithe Trail (granodiorite et monzonite) ; dans la seconde période, il y a eu des solutions alcalines contenant de l'or, et suivant l'intrusion du batholithe Coryell (pulaskite). Dans les solutions alcalines, l'or métallique a pu être précipité par la chalcopyrite^ et la molybdénite. On fait en outre la déduction que, durant la première période principale de minéralisation, un certain nombre de veines furent fracturées (faille "K") et transformées en brèches, et que du minerai originellement semblable aux premiers gîtes a été introduit dans les fractures transversales, ou que probablement la faille "K" s'est produite avant l'époque de la déposition minérale, et représente une canalisation d'allure nord-sud. Ces failles et ces fractures transversales minéralisées sont particulièrement en évidence dans la zone de porphyrite augitique qui s'enfonce entre le massif monzonitique de la War Eagle et l'épanchement de la même masse lithologique de la Centre Star. D'autres sont visibles dans les chantiers des mines War Eagle et Iron Mask.

Si l'on s'en rapporte à l'examen des relations de structure des différentes unités de formation, aux filons de fracture et aux amas minéralisés, et si l'on remarque la façon dont les filons suivent, sur de longues distances, les contacts de formation avec

1 Econ. G€ol. I (1906) Stokes (H.N.) p. 650.

les amas les plus riches sur de tels contacts, on peut conclure que les fissures et les zones de dislocation ont été largement contrôlées dans leur développement par les contacts de formation de l'époque mésozoïque. La porphyrite augitique solide et homogène de la calotte batholithique, dans les endroits où elle a été renforcée et côtelée par les stocks en coupole à pendage profond, de même que par les apophyses de granodiorite et de porphyrite dioritique, a constitué le massif le plus favorable à la continuité des filons de fracture. Les efforts de compression, qui ont eu lieu dans la croûte, sont venus aboutir à de telles lignes affaiblies de contact pour former les fissures et les zones de dislocation. Il va sans dire que les fissures n'ont pas suivi exactement les contacts sur tout leur parcours, mais qu'elles ont indépendamment recoupé les roches des deux formations. La nature du minerai — qu'il soit de haute teneur en cuivre ou en or, ou encore dans les deux ensemble — de même que la puissance et la forme des amas minéralisés, semblent dépendre beaucoup du genre de formation de la roche encaissante et de sa plus ou moins grande susceptibiUté à l'action des phénomènes des fissures et du remplacement.

Sous plusieurs aspects, les gisements minéraux de Rossland ressemblent aux gîtes cuprifères bien connus de Namaqualand, Colonie du Cap, dans le sud de l'Afrique, qui sont exploités depuis 1852. Le minerai est de la chalcopyrite, de la pyrrhotine, et de la bornite mélangée à de la diorite. Le minerai provenant de quelques-unes des poches minéralisées fournit une moyenne de 21 pour cent de cuivre (gîte Ookiep); d'autres ont une moyenne de 6-90 pour cent (gîte Nababiep), alors que sur d'autres propriétés le minerai consiste surtout en pyrrhotine et est pauvre en cuivre. Les massifs métallifères forment des amas lenticulaires (gîtes de remplacement) dans les dykes de diorite. Les dykes de diorite ont une allure générale nord-est et ils recoupent le gneiss et le schiste dont les zones ont une direction est et ouest avec un pendage à angle obtus se dirigeant vers le sud. Les fractures minéralisées suivent les dykes de diorite, possédant la même orientation et le même pendage. La diorite contient ordinairement des traces de cuivre, comme le démontrent les affleurements tachés de vert, mais les amas minéralisés exploitables semblent être formés, en certains points

où le dyke est recoupé transversalement, par des fissures stériles possédant une allure nord-ouest et qui se prolongent à travers le gneiss. Le pendage oriental obtus des lentilles métallifères allongées semble en concordance avec le croisement des dykes et les gneiss à faible pendage. Le massif minéralisé de Nababiep est très étendu, mais le minerai s'y trouve disséminé dans la diorite.^

Les gîtes de Rossland, dans leur structure, possèdent également une certaine communauté de caractère avec ceux qu'on a décrits à Butte, Montana. En cet endroit, les filons de fracture métallifères recoupent le granité et semblent être en relation intime avec les dykes de porphyre quartzeux (porphyrite dioritique dans le cas de Rossland) dont l'allure et le pendage correspondent généralement à l'orientation et au pendage des filons. Sales déclare que : "Le principal rôle joué par le porphyre quartzeux a apparemment été celui d'ouvrir la voie aux eaux minéralisantes d'une origine souterraine profonde et de leur permettre d'atteindre les régions plus élevées où les gisements minéraux se rencontrent aujourd'hui. Et bien que la source reculée des métaux que l'on rencontre dans le minerai ait probablement été le magma granitique originel, la source directe a sans doute été constituée par le même magma local qui a fourni le porphyre quartzeux, celui-ci suivant les fractures primitives et apportant en même temps une nouvelle vigueur au mouvement de bas en haut des eaux métallifères. "^