EST

^ocènes

Zone àréchifarme Fig. ii.« 14. — Coupe verticale théorique du filon de Boccheggiano.

tion d:e la quantité de minerai par mètre d'enfoncement, à tel point qu'on a pu passer, pour les minerais de seconde qualité à traiter sur place, de 4000 à 12000 tonnes par an, avec une diminution sensible de la teneur en cuivre.

Quand aux terrains du toit, redressés) au voisinage immédiat de la faille, ils reprennent, à peu de distance, une allure plus horizontale, nettement discordante avec celle des micaschistes permiens.

Le minerai est exclusivement de la pyrite avec chalcopyrite et se différencie par là complètement de celui de Monte Catini; aux affleurements seulement, l'altération de cette châlco-

Met. de ritalie.— 11

«2 L. DE IJkUNAY.

pyrite a donné un peu de chalcosine. La pyrite est, tantôt massive, tantôt pulvérulente (par un phénomène que nous considérerons bientôt comme secondaire), tantôt cristallisée en gros cubes avec du quartz dans des géodes^ On a trouvé, en outre, des traces de bismuth ine, surtout dans les parties où la pyrite a été remplacée par de Toligiste et, d'une façon générale, la composition du miinerai accuse, comme le montrent les analyses ci- jointes, une teneur relativement forte en bismuth, avec des traces d'étain. Par là ce filon se rattacherait au groupe stanno-cuprifère, où le bismuth est un élément presque normal et cette observ^ation correspond avec la présence d'un peu d'étain dans les filons du même groupe à Campiglia Marittima ou ii l'île d'EllM% tandis que le zinc et le plomb, plus habituellement associés avec la pyrite, font, l'un presque complètement, l'autre totalement défaut dans ce filon et sont, d'une façon générale, rares dans tout le district. Le gangue renferme, en outre, exceptionnellement un peu de barytine. La fluorine, qu'on a rencontrée à Jlontieri, ne se montre pas à Boccheggiano.

Analyses des minerais de Boccheggiano (par Fresenius).

l.e qualité. 2.C qualité. 8.e qualité.

Fer 2^60 35,60 2V0

Soufre 31 39,60 27,90

Cuivre 10,50 3,40 2,70

Zinc 0,22 0,36 0,30

Bismuth 0,28 0,17 0,12

Nickel et Cobalt 0,045 0,02 0,01

Manganèse 0,04 0,045 0,09

Plomb 0,02 0,05 0,04

Etain ,, 0,02 0,02

Ai-senic 0,04 0,065 0,03

Antimoine ,, 0,01 ,,

Gangue, (Silice, Calcaire, etc.)... 30,25 26,66 44,09

Total 100 100 100

Parmi les obsenations d'un intérêt général auxquelles peut donner lieu le filon de Boccheggiano, les plus importantes me paraissent être celles qui concernent le rôle de la faille dans la métàllisation, les actions d'altération superficielle qui ont porté sur cette masse pyriteuse et enfin les circulations actuel-

LA METALI.OGENÏE DE L'ITALIE. 9Z

lès d^eaux souterraines dans cet ancien plan de cassure. Je vais examiner successivement les deux premiers points, tout ce qui concerne les circulations actuelles d'eaux thermales devant être traité dans un chapitre ultérieur.

J'ai déjà dit que le filon de Boccheggiano était, comme la plupart des grands filonsi nets et prolongés, un remplissage de faille. Il y a eu glissement de Péocène, qui est composé de calcaires et schistes argileux, sur le plan des terrains plus anciens, représentés: dans la zone exploitée, par des micaschistes permiens et, plus au Sud, par des calcaires dolomitiques caverneux du rhétien. Au mur de cette faille, une véritable brèche, qui a, dans les parties où je Pai observée, une dizaine de centimètres, accuse le phénomène de broyage antérieur à Pincrustation pyriteuse: la pyrite y cintente des débris de toutes dimensions des terrains encaissants. Ainsi qu'on le constate presque toujours en pareil cas, on a d'ailleurs l'indice que ces mouvements ne se sont pas effectués en une seule fois, mais que la faille a encore rejoué après un premier dépôt: au niveau le plus profond de 320m, on retrouve cet aspect bréchiforme, qui est très caractéristique sur Paflfleu rement.

Puis sont venues les eaux incrustantes, qui ont déposé dans le filon le mélange de quartz et pyrites précédemment décrit, en même temps qu'elles ont silicifié les schistes au contact et que des imprégnations sulfureuses connexes ont donné, dans ces schistes du mur, les lentilles adventives, dont il a déjà été dit un mot.

Le remplissage d'un vide préexistant a, comme on l'observe presque toujours dans de semblables filons de quartz, été accompagné par une substitution de la silice aux calcaires et aux schistes, dont la disposition primitive subsiste souvent au milieu du quartz. L'altération superficielle, qu'on a là une bonne occasion pour étudier, descend jusqu'à 30 mètres de profondeur, mais se marque, en outre, comme nous allons le voir, par des phénomènes exceptionnels jusqu'à une prof ondeur beaucoup plus grande.

Quand on examine Paifleurement, on constate, en principe, que la pyrite a disparu : il reste donc un quartz plein de trous,

qui indiquent la plac^ <le (*es anciens cristaux de pyrite.^ Néanmoins, sur le même point et dans des conditions qui semblent identiques, trois cas peuvent se présenter: ce qui montre bien la variété de phénomènes, à laquelle on doit s'attendre pour des gisements dont l'origine altérée est moins manifeste.

Tantôt (1.°), la pyrite ayant disparu, les trous sont absolument nettoyés et vides sans aucune trace d'oxydation ferrugineuse. Il en résulte un quartz léger comme une ponce, plein de grands vides cubiques et tout blaiK*, dont la présence surprend sur des affleurements ferrugineux. En profondeur, on retrouve également parfois, sur les zones de circulation facile des eaux souterraines, un phénomène î^mblable, qui devient alors bien plus explicable. Ainsi, au niveau de 320m, le plus profond, qui se trouve à 10 m. au dessous de la vallée et, par conséquent, au dessous du niveau hydrostatique, le mur du filon présente, avec un aspect bréchiforme, des quantités de trous semblables dépouillés de leur pyrite et non oxydés, ainsi que des géodes à cristallisation de quartz, peut-être en partie secondaires. On a l'explication de ce qui a dû se passer là en remarquant qu'il existe, sur tout le plan du filon, une circulation intense d'eaux souterraines, les unes froides, les autres thermalisées, sur lesquelles je vais avoir à revenir et en constatant que tous ces trous du quartz ou du minerai sont ici, en profondeur, remplis d'eau. Cette eau, évidemment pénétrée par porosité, par capillarité, se trouve si bien emprisonnée dans la roche que, lorsqu'on en a sorti un échantillon de la mine et qu'on le casse au jour, l'eau s'échappe alors en abondance de tous ces trous et de ces géodes. Il doit évidemment s'être produit, en ce niveau profond, une circulation sous pression d'eau peu chargée en oxygène, qui a réussi à dissoudre le sulfure de fer mais sans le peroxyder. Peut-être, quand on constate un fait semblable aux affleurements, doit-on supposer qu'il s'agit d^une semblable dissolution, effectuée autrefois d'abord en profondeur et {amenée seulement eisuite jusqu'à la superficie par les érosions. De toutes façons, l'observation de cette dissolution à plus de 100 mètres au dessous du niveau hydrostatique doit être à retenir

1 Ech. Ecole des Mines N.<> 2031. 8.

comme indice des anomalies que Ton est exposé à rencontrer.

Ailleurs (2.^), sur raffleurement, il s'est produit, dans des trous analogues laissés également par le départ de la pyrite, de Toligiste cristallisé, qui paraît donc, ainsi que Faccusent nombre d'autres observations, avoir pu se réaliser sans aucune intervention calorifique (oligiste dans les sels de Stassfurt, dans les gypses d'Algérie, etc., etc.) ; ce dont nous aurons à nous souvenir quand nous nous wcuperons de Pile d'Elbe.^

J'ai pu faire, à ce propos, une observation intéressante sur un grand bloc de pyrite qu'on avait laissé exposé à la pluie sur la terrasse d'un jardin de l'ile d'Elbe à Capo d'Arco, au dessus de la mer. Ce bloc, formé de gros cubes de pyrite, s'était, en quelques mois, du côté de la mer, entièrement recouvert d'oli-

. Zone à trous rou///és c/ans le quartz : ,2ône à cristaux d'hématite o

; i J^oy^au à pyrite subsistante'

Fig. n.o 15. — CoupA théorique d'un échantillon altéré de Boccheggiano.

giste cristallisé, tandis que l'autre côté était resté à peu près intact. Sous l'influence probable du chlorure de sodium apporté par la pulvérisation des vagues, il y avait donc eu là cristallisation actuelle d'oligiste à l'air libre sans aucune influence calorifique.

Quelques autres remarques de détail, faites, soit sur les mineraite de Boccheggiano, soit sur les pyrites de l'île d'Elbe, remarques que je groupe ici pour conserver l'unité du sujet, montrent dans le détail comment sopère cette altération ordinaire de la pyrite en minerai oxydé.

La figure 15 indique, par exemple, le cas d'un minerai zone

1 Dans certains cas, on a trouvé en profondeur un peu d'oligiste associé ayee la pyrite et qu'on a pu supposer provenir d'une cristallisation primitive. Mais nous verrons que la circulation des eaux se poursuit localement Jusqu'aux niveaux les plus profonds de la mine, bien qu'en moyenne et sauf les grandes venues hydrothermales dont il ya être question, la profondeur de la mine soit assez sèche.

de BoGcheggiano, formé originellement de quartz et de pyrite, dans lequel Taltération a produit, tout en laissant subsister la trace des zones primitives qui accusent leur continuité à travers l*^s faciès divers d'altération: 1.° extérieurement^ une zone à quartz criblé de trous rouilles et teintés par de l'oxyde de

Flg. n.o 10. — Coupe d'un échantillon de Terra-Nera.

fer; 2.*» une zone intermédiaire à cristaux d'hématite; 3.** un noyau de Om,10 de long, où la pyrite sul>siste encore.

Les figures 16 et 17 représentent de même des blocs de minerai venant des niveaux profonds de Terra-Nera, à l'île d'Elbe, où la pyrite primitive subsiste seulement à l'état de grains et

Hématite brune

Plg. n.o 17. — Coupe d'un échantillon de Terra-Nera.

noyaux dissymétriquement semés dans l'hématite, qui a peu à peu envahi la plus grande partie de la masse.

Comme résultat général d'une semblable transformation en hématite, on a le chapeau de fer classique de tous les filons pyriteux et, à la place de la brèche du mur à ciment pyriteux, un agglomérat hétérogène de fragments de calcaire et de schistes silicifiés, englobés dans de l'hématite rouge, de l'hématite brune,

du fer oligiste et de rhématite stalactitiforme à reflets irisés analogue à celle des Pyrénées.

Enfin. (3.°) , un dernier cas, qui se présc^nte dans la plupart de ces altérations, est celui où la pyrite elle-même subsiste dans une zone d'affleure,mK^nts, en brusciue contact avec- l'hématite qui provient de la pyrite voisine. Les coupes des figures 14 à 15 montrent quelque cho^e de ce genre dans le cas simple de blocs, où Taltération gagne peu à peu vers le centre ^t déjà, dans ce cas si élémentaire, je viens de faire remarquer combien les restes de pyrite sont le plus souvent dissymétriques par rapport à l'enveloppe superficielle d'oil provient l'altération. Celle-ci suit évidemment des chemins très capricieux, déterminés par une foule de circongtances diverses (porosité, fissuration, etc.), qu'il est difficile d'apprécier. II s'agit là toujours de phénomènes inarhrrr,s, dans les(|uels le facteur temjM joue un rôle essentiel et c'est ainsi que j'ai pu t^ignaler ailleurs le cas curieux de« pyrites d'El-Auzouar en Algérie,^ qui subsistent prcïsciue intactes dans le fond d'une vallée en plein calcaire.

Au Sud-Ouest de Boccheggiano, le filon de la Fenice et de Capannc Vccchic (fig. 13) donne lieu également à* une exploitation importante de pyrite cuivreuse.^ ^ .

On a là un grand filon très net, qui, d'après la carte géologique, serait en plein éocène, mais qui, d'après divers indices, pourrait être, comme ceux de Boccheggiano ou de Serrabottini, au contact de l'éocène avec un étroit- lambeâU' de rhétien, ou de permien. Te filon avait été pris autrefois pour une strate éocène minéralisée; mais les caractères sont bien ceux d'une zone de rupture avec nombreuses fractures connexes au toit, et l'interstratification apparente du filon n'eptqii'un effet mécanique, comme on peut s'en rendre coinpte en voyant ces terrains reprendre, à quelciue distance de la faille, leur direction normale. Il est probable que le filon de la Fenice

1 Lift Richegscg minéraleft (fr V Afrique. 1 vol. In 8.» Paris Béranger 1903, p. .326.

2 LfB deux compagnies de la Fenice et de Capanna Vecchie, autrefois distinctes, sont aujourd'hui subordcnnées ft la Cie. de Bocclieggiano. Il existe, à la Fenice, environ 14 Icll. de galeries en 7 niveaux de 2 kil. et l'on produit, par an 60,.000 tonnes de minerai ù 2,50 p. 100 de cuivre (une seule qualité), que l'on expédie ft Livoume.

Si L. DE LAUNAY.

remonte à l'Est les terrains, qui, plus à TOuest, avaient été renfoncés dans la même sens par celui de Serrabottini.^

Ce filon, incliné à 45°, est puissant. Il atteint par endroits 15 mètres; ailleurs il disparaît presque totalement; en moyenne, sa puissance est de 5 à 6 mètres. On l'exploite sur 2 kilomètres de long. La masse est composée de quartz, dans lequel la métallî«ation de pyrite cuivreuse est très disséminée: ce qui conduit à exploiter à peu près tout l'ensemble et à ne faire qu'une seule qualité de minerai. A son contact, il s'est produit un métamorphisme intense, qui s'étend à travers l'éocène jusqu'à plus de 500 mètres. Dans toute cette largeur, les schistes sont silicifiés, pénétrés d'un réseau de veinules quartzeuses et les calcaires alberese se sont chargés de minéraux silicates, pyroxène, amphibole, (jui préparent à ce que nous trouverons bientôt beaucoup plus développé en étudiant les minerais de l'île d'Elbe. En même temps, les schistes encaissants du toit renferment des imprégnations pyriteuses interstratifiées, de composition analogue à celle du filon principal et parfois assez riches, surtout développées sur les 50 premiers mètres de largeur, qui rappellent certains types Scandinaves tels que Rôraas, tandis que la masse principale serait plutôt comparable à un amas tel que celui de Foldal. Il paraît donc y avoir eu pénéti'ation simultanée des eaux métallisantes dans toute une zone de rupture, dont le filon principal était l'accident le plus învportant.

Quand on a engagé les travaux, la métallisation a commencé, aux affleurements, par un grand chapeau de fer, au dessous duquel on a trouvé une zone de cémentation enrichie en cuivre. Le niveau le plus riche a été le quatrième. Dans la profondeur, le filon semble devenir beaucoup plus quartzeux et, par conséquent, plus pauvre en pyrite.

Le gisement de (Javorrano^ (voir fig. 18 à 22) a éte l'objet

1 Je dirai plus loin comment la proximité du calcaire rbétien, qui est le grand draineur des eaux souterraines dans le pays, parait prouvée par l'équilibre absolu de ces eaux dans toute la longueur des galeries.

2 Feuille au 1 : 100,000 de Plombino. — Lom Sul giacimento di ppritc di Ouvorrano (Uass. min. XV. 1901 et XVI 1902). Dapn^s M. Lottl, le granité passe, comme celui de l'île d'Elbe, A un microgranite tourmalinlf^re. A son contact, 11 s'est développé, dans les schistes probablement permlens, de la chlastollte et de Tandalousite ; dans les calcaires recristalllsés. du spinelle. Le granité lui-même, au bord des terrains sédimentaires, change de grain et se charge de tourmaline et de pyrite.

LA METALT.OGKNIK DE L'ITALIE.

Slatton de oavorrano

Flg. n.o 18.— Carte géologique au 1 : 100,000 du massif de Gavorrano d'apn^s M. Lottl.

..... .?-ék. 1

Mme dan^ E

le ravin

W Granité Village

Pofe.i

^^Créte

^calcaire

Faille de contact

Fig. n.o 19. — Vue de Gavorrano prise du Sud en montant de la station.

Calcaire

*'*hétien

Aline,

Calcaire rhétien

Quartz avec traces de zinc et cuivre sans pyrite

Schistes permiens

big. n.« 20, — Coupe transversale Est-Ouest du mamelon de Gavorrano.

Met. de l'Italie.— 12

yO I- DE LAUNAY.

d^ine étude fort intéressante de M. I^)tti au moment lïe sa découverte vers 1901. Il est, comme nous allons le voir, formé d'une masse pyriteuse particulièrement cristalline, au contact du granité tertiaire et du calcaire rliétien sur lequel le granité a exercé un métamorphisme, et ce savant Ta décrit comme un départ direct des fumerolles empruntées à ce granité, comme

Schistes permîens E sur 40 mètres W

^,rS>--r--, /•.'^ Niveau .>A^X-XÀ- d'exploitation

Ç" ^^^A:^jt.* -* '' •* ^^BlKMvVXVv^xV Calcaire

^|j^Hv\^W^V^-^V^\'-2? Niveau

\* .* . * \' r r ^ " ' ''^■Èat'^VM^ V""^ Zone minéra/isêe

^ N '^ ^ ^ '^ ' . \ \ ' > ." ^[WÊ^i^Ç.JinJ§:L.de large

. , , ifffc-,,.„3« Niveau

FIg. n.® 21. — Coupe transversale Kst-Oiiest théorique du gîte de Gavorrano.

n/v'èaJ supérieur

Fig. n.» 22. — IMan théorique des gisements de Gavorrano.

* ' * '^» • . .' - - - ww

un gisement comparable dès lors aux incrutations de nmgnétite que M. Lacroix a .signalées au contact des granités pyrénées. Une telle hypothèse, fondée notammiMit sur le développement de la pyrite dans ce granité de (lavorrano comme dans celui de Giglio qui lui ressemble, est, d'une fa(;oii générale, rendue assez plausible par beaucoup d'autres observations (ne fût-ce qu'ù nie d'Elbe) ; théoriquement elle est très séduisante et, d'autre

LA METAT.LOGENIE DE L'ITALIE. 91

part, mon séjour à cette mine curieuse s'est trouvé trop abrégé pour que je puisse la contredire d'une façon bien nette par des faits d'observation ; néanmoins, mon impression est que l'extension donnée^ aux exploitations depuis le travail de M. Lotti rend cette manière de voir un peu douteuse et que le contact, au lieu d'être une simple relation de cause à effet, pourrait impliquer un phénomène mécanique de faille, analogue h ceux que nous venons de trouver dans toute la Toscane : la pyrite ayant cristallisé ici entre le granité et le calcaire rliétien, comme à Boccheggiano entre les micaschistes permiens et le calcaire éocène. Les croquis 18 à 22 donnent une idée d'ensemble de cette disposition.

Comme le montre la carte fig. 18, il apparaît, à Gavorrano, au milieu de l'éocène, sur le prolongement direct des massifs anciens de la région de BoQcheggiano et avec la même direction Nord-Sud, un petit îlot ou horst composé d'un noyau de granité avec deux flancs de micaschistes permiens et de calcaire rhétien surniontés par du lias.

Des deux côtés du granité, il existe, au contact, des indices métallifères, qui ont paru une preuve en faveur de l'émanation directe, mais qu'un contact mécanique peut également expliquer. A l'Est, on a seulement un filon quartzeux inexploré, avec traces de zinc et de cuivre sans pyrite. A l'Ouest, on a, au contraire, un filon de pyrite, très remarquable par sa pureté presque absolue et également jmr sa cristallinité, qui la rend plus facile à brûler; cette cristallisation en beaux cubes souvent très volumineux donne aux chantiers d'abatage un éclat exceptionnel et un miroitement remarquable sous la lumière des lamipes. L'exploitation, nouvellement commencée, produit environ 20,000 tonnes par an de pyrite garantie à 48 p. 100 de soufre, et expédiée en grande partie aux fabricants d'acide sulfurique lombards.

En plan (fig. 22), l'on a reconnu, jusqu'ici, trois lentilles en chapelet, bien séparées l'une de l'autre, probablement suivies au Nord par une quatrième (jui n'a été encore recoupée qu'au niveau d'exploitation supérieur. La lentille du milieu, la plus importante, a 150 mètres de long sur 12 mètres de largeur maxima.

En coupe transversale (fig. 21), le minerai vient buter con-

tre le granité par une paroi très nette disposée en gradins, parfois avec surplombement, qui paraît l'effet d'un système d'accidents mécaniques. Dans la partie haute, on avait trouvé un branchement latéral de 3 à 4 mètres de large, que l'on avait pu interpréter comme une sorte de ségrégation magmatique, mais qui ne s'est pas renouvelé en profondeur. Puis vient, dans l'Est du gifiement, une première zone contenant des parties de granité à veinules pyriteuses et parfois même des enclaves de granité non pyriteux.^ Il exii«te, à ce mur, une zone plus impure, plus chargée de cjuartz, qu'on laise de côté dans l'exploitation. Après (]uoi se développe une nmsse très remarquable de pyrite aksolument compacte et pure avec fort peu de quartz. Cette pyrite, comme je viens de le dire, se distingue aussitôt de celle qui forme les autres grands amas pyriteux, tels que ceux de Sain Bel, de Rôraas ou du Sud de l'Espagne, par son mode de cristallisation, beaucoup plus assimilable à celui d'un filon d'incrustation que dans les amas en question. Au lieu de pyrite fine. Dans l(*s premières, les cul>es de pyrite ont consgrands cristaux alternant d'une façon confuse avec des zones de pyrite fine. Dans les premières, les (nil>e8 <le pyrite ont constamment plusieurs centimètres de côté et sont enchevêtrées par nuacles multiples les uns dans les autres ; il existe ainsi des veines ou des noyaux comparables à des remplissages de géodes pouvant s'étendre sur 0,10 à 0,20 de large, qui alternent avec des pyrites très fines où Ton ne voit pas le quartz.

Enfin le toit est formé de schistes micacés permiens, où les vein(*s pyriteuses s'ét^ilent encore parfois sur 15 mètres de large, et, par dessus, vient le calcaire rhétien, recouvert à son tour par du lias.

En moyenne, la pyrite est t(mt ù fait pure et ne contient pas du tout de cuivre; (m à cependant rencontré, au Sud du niveau supérieur, des traces de galène et de blende.

1 La disposition est analogue à celle du stockwerk manganésifôre qui pénétre le granité dans une partie du gisement de liomant'^cbe en Satine et Loire, également situé au contact de ce granité et de calcaires sédimentaires (liasiques) avec pénétration dans les calcaires du toit. Le rapprochement serait enctjre plus net, si comme Je le croîs, Il fallait voir, dans ce gîte de Roman Ache, l'altération d'un gîte pyriteux profond.

LA METAI.LOGENIE DE L'ITALIE. 98