L. DE I^M'NAY

fonde de l'alunite, qui disparaît là ou cesse son altération superficielle. Cette altération suit, d'ailleurs, les lois ordinaires que l'on observe dans les réactions du même genre. Par exemple, on trouve, avec l'alunite comme avec l(?s kaolins, deux formes de silice : d'abord des grains de quartz constituant le résidu de l'attaque des roches feldspathiques et ensuite du quartz emprunté à la dissolution des silicates, dispous en même temps que le sulfate double d'alumine et de potasse et recristallisé avec lui. L'alunite apparaît donc mélangée de quartz cristallisé et l'entrffïnement de cette silice dissoute vers la profondeur fait que la proportion de quartz dans les filons augmente quand on s'en fonce. Le fil<m d'alunite semble alors devenir de plus en plus quartzeux. On obser\x* le même phénoiiiiène, soit dans les kaolins, soit dans les filons de phosphorite d'Espagne, soit dans certains filons de manganèse ou de barvtine, qui doivent représenter d'autre cas de réactions analogues.

En même temps, la baryte, qui pouvait se trouver associée h la chaux et aux alcalis dans les feldspaths de la roche, s'est, comme toujours, concentrée dans ces réactions superficielles et l'on a des cristallisations secondaires de barytine dans certains chanti't^rs (niveau 390). D'une fa(;(m générale, on rc^trouve, dans l'alunite, tous les éléments basiques des feldspaths, dont la proportion relative est seulement modifiée suivant les lois que j'ai indiquées autrefois, par élimination des éléments solubles et, accessoirement, des éléments qui entrent moins aisément en dissolution : dcmc augmentation de la potasse par rapport à la soude (12 p. 100 de sulfate de potasse en uîoyenne contre 2 p. 100 de sulfate de soude,^ de la baryte par rai>port îl la chaux (1 p. 100 de l'ensemble), du manganèse par rapport au fer, etc.

La formation du kaolin et celle de l'alunite étant deux types divers d'un phénomène identique, le passage de l'un ?i l'autre mode d'altération se manifeste constamment et la limite des veines d'alunite dans le sens longitudinal se fait souvent par la î>ubstiUition du kaolin à l'alunite: la veine primitive, qui a donné les deux minéraux par altération, ayant, en ce

1 On peut aller ù 10 p. 100, de sulfate de potasse. L'alunite pure en contient 21 p 100 et l'on a des minerais îl î)0 p. 100 d'alunite.

point, cessé d'être pyritisée. Il existe, aux affleurements, des carrières de kaolin au milieu des carrières d-alunite et, en profondeur, on l'encontre souvent des poches kaolinisées.

Enfin, dans ces réactions altérantes, on a eu, pour l'oxydntion des pyrites, les deux forim^s ordinaires de la peroxydation et de la dissolution, que l'on retrouve, par exemple, dans les gîtes calaminaires dûs à une semblable origine. De même qu'on a des calamines rouges, des calamines blanches et des terres calaminaires, de même on a ici de Talunite rouge, de l'alunite blanche (que l'on trie avec grand soin à cause de l'importance d'éviter le fer, dans la fabrication de l'alun), ou encore des terres jaunfttres d'alunite, parfois accompagnées de kaolin.

L'alunite rouge se trouve ainsi associée au trachyte rouge, sous l'alunite blanche associée au trachyte blanc, non parcequ'il y a là deux types différents de trachyte superposés, dont dérivent deux types d'alunite, mais parce-que la zone où l'on se trouve est, dans le premier cas, celle de la peroxydation, dans l'autre, celle de la cémentation. De même, quand on ouvre un chantier nouveau dans un trachyte pyriteux, on voit, avec l'accès de Taiir, l'altération commencer à se manifester par des taches d'oxyde de fer avec des cristallisations de sulfate. La rencontre du niveau hjxlrostatique semble accom^pagnée d'un dépôt d'oxyde de fer correspondant à une circulation très active des eaux superficielles.

On peut observer également, en s'approchant d'une faille qui limite soudain les travaux à tous les niveaux, que l'alunite devient très blanche, mais se charge de plus en pl'us de quartz. La circulation des eaux par cette faille a donc dû entrainer un départ du fer et un apport de la silice, etc.

En résumé, l'origine secondaire de l'alunite et son caractère relativement superficiel (peut-être localisé à ce qui était, au moment de sa cristallisation, la zone de cémentation) ne paraissent donc guère contestables. Mais il reste un point obscur, c'est la nature exacte et l'origine précise de ces zones filoniennes de trachyte pyriteux, qui, localisées au milieu d'un trachyte exempt de pyrite, ont dû provoquer, jusqu'à une certaine profondeur, la cristallisation de l'alunite.

On a parfois, comme je l'ai dit, des filons d'alunite absolu-

ment nets encaissés dans un trachyte bien dur et que Pon peut alors exploiter jusqu'à Om. 80 de largeur minima. Il est presque impossible, dans ce cas, d'imaginer une altération partie d'un simple filon de pyrite plus mince, encaissé dans le trachyte, qui aurait réagi par substitution sur le trachyte encaissant ; on est à i)eu près? forcé d'admettre, au contraire, que les réactions ont porté sur un filon déjà bien défini et limité, auquel l'imprégnation pyriteuse se sera, pour une cause quelconque, trouvée limitée, et, par exemple, un quartier de roche disloquée compris entre deux failles ayant servi de chenaux aux eaux ascendantes, ou encore une veine postérieure de quelque trachyte pyriteux plus feldspathique, analogue à ces granulites pyriteuses qui forment des filons dans le champ aurifère de Berezowsk et jouent ainsi un rôle analogue à celui des veines de pegmatite dans la kaolinisation des grands massifs granulitiques. Ailleurs, il est vrai, et même dans la plupart des cas, l'alunite, au lieu d'être encaissée dans du trachyte dur, est en contact avec du trachyte décomposé; mais le contraste n'en existe pas moins; l'altération de ce trachyte encaissant est une kaolinisation, non une formation d'alunite; c'est à dire qu'il ne contenait pas de pyrite susceptible de fournir de l'acide sulfurique à ses éléments alcalins et alumineux. Là encore, la pyrite devait donc se trouver limitée à la veine que nous trouvons aujourd'hui à l'état d'alunite. Enfin il faut signaler des mouvements du sol postérieurs à la cristallisation même de l'alunite, qui est coupée par des failles et présente des miroirs de glissement intérieurs. J'ai déjà signalé une grande faille, qui limite les travaux. Ailleurs, on trouve fréquemment, dans l'alunite, des liens d'argile ferrugineuse, qui occasionnent des ébouleraents.

I^e minerai résultant de ces phénomènes est extrêmement polymorphe. Tantôt l'alunite est cristallisée en baguettes, tantôt elle est en boules radiées; ailleurs elle forme des masses blanches comme pétrosiliceuses, qui s'efflorissent à l'air en des terres jaunâtres.

IX.— lies manifestations hydrothermales actuelles du champ de fractures Toscan et les soffioni.

Le même système d'accidents Nord-Sud, qui a donné lien en Toscane à tant d'incrustations métallifères, livre aujourd' hui passage à de très abondantes manifestations hydrotliermales et l'on retrouve, dans ces venues d'eau chaude, le même rôle des failles et des contacts entre terrains de perméabilité diiîérente, sur lequel je viens d'insister pour les minerais, avec quelques particularités qui permettent de mieux expliquer la genèse de ces derniers. Parmi ces f^ources chaudes, quelques unes, d'une abondance et d'une température extraordinaires, forment les soffioni toscans, qui constituent eux-mêmes un gîte minéral utilisé. Il y a lieu de remarquer le rapprochement de ces soffioni à acide borique et des gisements de mercure, qui se retrouve également en Californie et qui peut ne pas être accidentel. D'autres sources chaudes ont été rencontrées dans la mine métallique de Boccheggiano sur le filon même et, bien que le cas ne soit nullement exceptionnel, ayant été constaté notamment au Comstock, à Schemnitz, il Gross Chirma près Freiberg, à la Sierra Almagrera, etc.^ bien que je ne croie pas non plus qu'il faille y voir, comme on l'a parfois supposé, la continuation sous nos yeux de l'ancienne incrustation métallifère, les exemples de ce genre sont néamoins intéressants à signaler et k grouper. Ces venues thermales de Bocchegiano ont donné lieu de plus à quelques remarques fort utiles i>our un autre sujet : à savoir pour le mode de circulation des eaux souterraines et pour le mode de relation des divers griffons hydrothermaux alimentés par la même venue profonde (influence réciproque des travaux exécutés sur l'un d'eux, etc.) Je vais donc indiquer ici quelques observation sommaires sur ces divers points. Les sources thermales, que nous envisageons ici, se trouvent sur un système d'accidents Nord-Sud, dont, comme je l'ai déjà dit précédemment, il ne serait pas impossible que

1 Voir quelques autres exemples de ce genre dans Bbck, Traité des giaementa métallif^e» p. 480.

le prolongement intervînt clans l'abondance des dégagements hydrocarbures de la région du Chero en Emilie.

En Toscane, le principal groupe de ces sources chaudes est celui des nombreux soflfionî de la région de Larderello, Monte Rotondo, etc.^

Il y a, dans cette région, plusieurs alignements Nord-Sud, sur lesquels les soflfioni sont localisés et leur relation avec des cassures profondes, qui apparaît déjî\ par leur position ordinaire sur des <on tacts par faille entre terrains hétérogènes, est également mise en évidence par la façon dont ces jets de vapeur se produisent le long d'une semblable ligne, à des altitudes différentes, indépendamment du profil orographique et de la pression hydrostatique qui en résulte.

Une pivmière ligne de soffioni part de I^irderello aux environs de Monte Terboli, passe au Bagno al ]Morbo et atteint Castelnuovo di Val di Cecina; une seconde est celle du Sasso et de Monte rotondo; une troisième passe à Serrazzano, Lustignano et Lagoni Rossi.

Le phénomène, qui se produit là, est suffisamment connu pour qu'il soit inutile de le décrire une fois de plus.^ De tous les côtés, dans ce pays, il sort du sol des jets de gaz naturels h haute pression, qui ont donné l'idée de l'exploitation industrielle, où l'on va chercher ces venues hydrothermales profondes par des sondages de 20 à 30 miètres. On atteint ainsi des vapeurs allant de 100 à ITS"" et, par conséquent, à haute pression

1 Voir la feuille au 100,000 de Massa Marittlma.— G£rc« métall. I. 251 ft 252.— 1870. — FouQi'É ET GoRCEix. Sourcc8 de gaz des Apennins et lagoni de la Toseane (Ann. Se. geol. t. II p. 88 a 94). — 1896. Bb fîTEFA^i I soffloni boraciferi délia Toscana (Mem. Soc. Geogr. Ital. p. 410 A 435). — 1899. L. De Launay. Hources Thermo-minerales. p. 36. — 1900. Lotti. Soffloni horaciferi délia Toscana (Kassegna miner. XII. Turin 7 p. 3). 1900. — D'A- CHiARDi. Acido horico e horaii dei soffioni. (Ann. délie univ. Toscane. 36 p.).

2 Cette industrie des soffioni, dont j'ai donné un bref aperçu dans la Nature du 26 Août 1905, est dans une situation peu prospt'^re par suite de la concurrence des grands gisements de Borates d'Asie Mineure, du Clilli, de Californie, etc.

Kn 1901, on a produit environ 2,500 tonnes ft raison de 380 francs la tonne.

En 1902, la valeur du produit a sensiblement baissé de 380 fr. k 320 fr. 12 exploitations en activité ont donné 2,763 tonnes d'acide borique brut, représentant, ù raison de 320 francs la tonne, 884,000 francs. 1783 tonnes ont été exportées à l'état brut ; le reste a servi il fabriquer 238 t. d'acide borique raffiné k 500 fr. et 375 tonnes de borax. L'Italie a, par contre, importé, pour sa consommation, environ 450 t. de borax. Enfin il a été produit 402 tonnes de sulfate d'ammoniaque à 300 fr. En 1904, la production d'acide borique brut a été encore de 2,624 tonnes, mais estimées seulement 289 francs, soit 734,000 francs. I^es exploitations sont, en dehors de F. de Larderell et C, qui a groupé les principaux sondages, Giorgio Fossi de Castelnuovo et Sasso, Eredi Durval de Monte rotondo et la Sté. Générale des borax il Sant' Antonio.

(jusqu'à 6 atmosphères), qui jaillissent avec une intensité extraordinaire. Dans la minéralisation de ces eaux entre une assez forte proportion de sulfates et d'acide borique avec de l'hydrogène sulfuré, de Tacide carbonique, etc., et l'idée naturelle, quand on constate leur rapprochement avec la formation sulfogypseuse, (]ui fournit près de là les sels, les gypses, les albâtres de Volterra, est que Ton a affaire à la dissolution profonde d'un dépôt géologi(iue de borates associé avec ces gypses et ces sels. Cependant l'aspect volcanique du phénomène, le degré géothermique très faible que laisse, en tout cas, supposer cette haute température de la vapeur; enfin et surtout la position des soflioni dans un district très localisé entouré de manifestations volcaniques (fig. 11) sur le même système de fractures, qui, plus au Sud, conduit aux intrusions éruptives récentes et, i)lus au Nord, se trouve encore jalonné par les imprégnations cinabrifères de Jano et Ripa (cinabre en relation si fréciuente avec Téruptivité) peuvent également laisser supposer la continuation d'une activité volcanique profonde, une sorte de solfatare, un dégagement direct de fumerolles.^

Quoiqu'il en soit, le rôle des contacts par faille est ici, comme pour les filons métallifères de la région, très nettement manifeste; par exemple entre Sasso et Monte Kotondo, la zone des lagoni s'intercale entre l'éocène et le lias. Peut-être aussi 3^a-t-il relation avec les pointements de roches vertes.

Dans la même région toscane, oil se trouvent les lagoni, diverses autres manifestations gazeuses ou hydrothermales peuvent être à en rapprm-her. Nous alhm^ voir que, sur le prolongement Sud, la source chaude de la mine de Boccheggiano renferme des traces d'a(*ide borique. Sur le prolongement Nord, on a trouvé, à Cloute Catini, loin des travaux de la mine de cuivre et en plein calcaire, des dégagements d'hydrocarbures, assez abondants pour avoir obligé à prendre des lampes de sûreté. Les fissures du calcaire étaient là entièrement tapissées d'un enduit noir semblable à un matière organique et l'analyse des eaux, où avaient barbotté ces gaz, donnait des traces de

1 Le bore est un élément connu des fumerolles. On en trouve, sous la forme de te urmalIncH, soit dans les pegmatltes qui entourent le granité de TlBe d'Elbe, soit dans le granité mOme du Campigliese. Voir également les granulites ù tourmaline de la Cima d'Asta ou celles de Meymac (CorrOze).

136 r.. DR LAUXAY.

bore. Toujours sur la même zone, les rechei'ches de mercure de Jano, situées comiiie je l'ai dit sur une faille de décrochement, ont rencontré de j>;r()sses sources profondes d'acide carbonique gazeux, oxydation probable d'hydrocarbures. Puis vient, près de Seravezza, le cinabre de Kipa accompagné d'hydrocarbures et l'on rejoint ainsi la zone petrolifère de l'Emilie avec ses jaillissements d'hvxlrogène carburé ou d'acide carbonique: ce qui pourrait conduire à établir une relation entre tous ces phénomènes.

A Borgallo, près de Borgotaro, sur la ligne de Parme à la Spezia, un tunnel, exactement placé sur la ligne par laquelle nous avons enveloppé les nmnifestations éruptives et cinabrifères de Pltalie, a donné lieu à un coup de grisou en plein terrain éocène sans trace de charbon apparente.^

Dans le même ordre d'idées, il convient de remarquer que les sources thermales se multiplient quand on arrive à la région éruptive il gisements cinabrifères du Monte Amiata (Bagni San Filipo, etc.), puis à celle de la campagne romaine.

Autour de Mass^a Marittima, où les roches éruptives n-apparaissent i)as, ces sources chaudes sont plus rares; mais de grandes circulations d'eaux souterraines se font par l'intermédiaire des calcaires caverneux du rhétien et peuvent contribuer, quand les circonstances s'y prêtent, à venir alimenter des sources thermales. Il existe, par exemple, au petit lac de PAcchesa, au Sud de Boccheggiano, une source seuiblable donnant 150 litres par î-econde au contact du calcaire rhétien. Au S.W. de Massa Marittima, à Venello et Arona, deux sources à 22"" donnent ensemble 100 litres. T^ne autre source abondante à 21° se trouve au S.E. de (Mciano, dans la vallée de la Merse (N.E. de Boccheggiano), toujours le long du même calcaire, etc. etc.

La mine de la Fenice donne lieu également à linéiques observations intéressantes sur la circulation profonde des eaux. On voit, dans cette mine, sur la longueur des galeries qui est de 2 kilomètres, le niveau de l'eau s'établir avec la régularité de vases communiquants et une galerie d'écoulement a asséché

1 Ces divers Indices pourraient donner lieu de penser que, sur les liautes vallées» du Chero et du Taro, des sondages un peu profonds rencontreront peut-être un Jour do» gisements pétrolffères plus importants,

des sources à 6 kil. de là. Ces relations visibles entre les eaux souterraines de toute la région paraissent attribuables à l'existence en profondeur des calcaires rhétiens lissurés et caverneux, dont nous venons déjà de signaler le rôle et par lesquels s'établirait une communication générale. On espère, d'ailleurs, en avoir la preuve encore plus directe en asséchant, par le moyen des travaux de la Fenice, les anciens puits du filon de Serrabottini, situé un peu plus à l'Ouest et Te long duquel reparait au jour ce calcaire.

Enfin, comme je l'ai annoncé en commençant, il y a lieu d'insister spécialement sur les observations concernant la circulation actuelle des eaux souterraines le long du filon de Boccheggiano.

Cette circulation présente là une intensité toute spéciale et les venues d'eau ont occasionné, pour l'exploitation, des difficultés considérables.

On a d'abord trouvé, en s'enfonçant, au niveau 345, d'abondantes venues froides et, par conséquent, d'origine superficielle tombant par des fissures. Puis, en arrivant au mur du filon, on a recoupé deux sources thermales, au contraire ascendantes, situées à 2 mètres l'une de l'autre sur de petites fissures distinctes et présentant, malgré ce rapprochement immédiat, une température très sensiblement différente: 36° pour l'une, 45° pour l'autre (avec disparition de la pyrite dans le quartz voisin, comme au mur du filon ou niveau 320^).

Ces griffons, que l'on peut observer aisément, montrent bien le rôle joué dans la circulation des eaux thermales par des fractures, qui n'ont souvent pas un centimètre de large, à la condition qu'elles s'enfoncent assez en profondeur et aussi l'indépendance presque complète que peuvent accuser deux rameaux divergents manifestement émanés de la même venue profonde. Ijes constatations faitt^ 25 mètres plus bas, au niveau 320 au dessus de la mer, ont encoi-e mieux manifesté l'aplication de la même loi.

A ce niveau 320, on s'attendait à retrouver la source thermale du niveau supérieur en arrivant au mur du filon ; mais le

1 Voir plus haut, page 84,

Met. de ritalle.— ^18

138 L. DK IJ^ITNAY.

travers-bancB, par leiiuel on cherchait à atteindre le filon, étant percé en plein» t«ii*histes pi»rnrien8, on ne croyait avoir encore rien à craindre, quand bru«<|neinent, h (îO niètrcK du filon, on est venu recouper une cheminée hydrotherniale, par laciuelle l'eau a brusquement fait irruption et noyé deux niveaux de la mine. Cette eau chaude à 45 degrés avait une pression d'environ 10 atmosphères et un débit de 1 mètre cube par seconde. Elle est montée de 25 mètres en 6 heures jusqu'au niveau de 345; puis elle a mis encore 18 heures p(mr atteindre le niveau 370, où les pompes ont pu la maîtriser.

Par un contre-c(mp assez naturel, la source du niveau 345 a brusquement disparu lorsqu'on a recoui)é, 25 mètres plus bas, une fifisure qui était pourtant dans une position différente à 60 mètres du filon; et j'ajoute aussitôt (jue, bien que l'on ait maîtrisé la source thermale au moyen de serrements au niveau 320 et épuisé la mine, par consé(iuent rétabli sur les venues hydrothermales une charge qui atteint 10 atmosphères, ce nouveQ! état de choses, rec*onstitué depuis un an, n'a j^as encore ramel'eau thermale dans cette petite source du niveau 345; cette eau a, sans doute, trouvé, dans les vides créés, une nouvelle issue: ce qui montre, par parenthèse, le danger durable que peuvent présenter, pour les sources thermales, des travaux imprudents ou malintentionnés, par lesquels on vient ù en détourner l'émergence.

Sans entrer ici dans les détails techniques de la lutte qu'il a fallu livrer contre ces venues d'eau, j'ajoute seulement que, né l'eau thermale dans cette i)etite source du niveau 345 ; cette eau inférieurs de la mine, on a trouvé, à la recette du puits du niveau de 345, par conséquent 25 mètres au dessus du point d'irruption et 25 mètres au dessous de la surface supérieure de l'eau, une véritable couche de galets de (juartz et de pyrite absolument ronds, galets pnKluits i>ar le tourbillonnement dans cette colonne ascensionnelle circulaire ciu'avait formée le puits.^

1 î»eut-f»tre un phénuiiit^ne du même genre e«t-ll entr»*. pour quelque chose, dans la prtKluctlon de plsollthes calcaire» concr^tlonnés. gros comme des billes, que j'ai recueillis autrefois A la mine de San (Movanni en Sardalgne, dans unç faille ayant donné Heu à une semblable circulation des eaux et entit^rement remplie de ces plsolltbes. M. Martel a recueilli également des galets roulés d'aragonite au fond de Tablme du Creux du Souci (CAte d'or).

IJV METAÎ.LOdRNIE DE L'ITALIE. 189

Il est également curieux de noter que, 25 mètres avant d' arriver à la fissure principale du niveau 320, on avait recoupé une première petite fracture de 2 ù 3 centimètres de large, donnant, comme la grande, de l'eau k 45°, mais en faible quantité et qui n'a jamais été influencée par sa voisine, ni quand la pression de celle-ci a baissé lors de son irruption, ni quand cette pression est remontée à 10 atmosphères après le serrement. Enfin le mur même du filon, suivant le(juel on avait logiquement traversé les sources du niveau 345, n'n donné, au niveau 820, que des venues d'eau insignifiantes et ces géodes imprégnées d'eau dont j'ai déjà parlé.

L'analyse de ces eaux thermales ne présente qu'une seule particularité: l'existence de quelques traces d'acide borique, 0,016 p. 100, dans la source à 36° du niveau 345, et 0,007 dans la source à 41° du même niveau. Il y a, en outre, 0,50 de sulfate de chaux, 1,10 de carbonate de chaux, 0,026 de sulfate de potasse, 0,023 de chlorure de potassium, 0,01 de chlorure de sodium.

Ces traces d'acide borique, étant donnée la proximité des fameux lagoni, font immédiatement songer si une connexion; mais il est plus probable que Teau souterraine a recueilli ces traces de borates, de chlorures et de sulfate de chaux dans les sédiments tertiaires qu'elle aura tra\x*rsés.

On voit, en résume, que le cas de la mine de Bocchegiano présente quelque rapport av<N* les in*uptions d'eau thennale venant de Teplitz dans les mines de lignite de Hrux, décrites autrefois par moi^ daprés les travaux de M. Fr. Sues».

CMte source thermale de Bcnrheggiano fait partie d'un ensemble de nombreuses sources chaudes situées dans la même région et qui, pour la plupart, viennent sounlre sur des failles Nord-Sud, analogues Jl celle qui, A Hoccheggiano, s'est trouvé minéralisée.

Les principales de ces failles sont celles sur lesquelles jaillisent les nombreux soffîoni de la région de Larderello, Monte Rotondo, etc.

Vers le Sud, la région du Monte Amiata présente quelques

1 Annales des Mines aotlt 1809, 30 p. et 1 pi.

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sources thermales importantes, telles que celle de Vignone San Querico Dolce, la source sulfureuse de Bagni San Filippo à 43°, qui a donné un puissant dépôt de travertin, les sources sulfureuses de PAbbadia et de Polleraia, la source saline de Bagnole à 6 kil. de Santa-Fiora, etc. Nous avons vu, en outre, qu'il existe, autour des anciennes mines de mercure du Siele ou dans leurs travaux mêmes, une quantité de sources thermales à 30° avec dégagements d'hydrogène sulfuré, de carbure d'hydrogène et d'acide carbonique, dont l'origine n'est peut-être pas aussi exclusivement superficielle qu'on l'a prétendu.