I. — Historique. x

La science des f]fîtes métallifères, pour laquelle j'ai proposé le nom plus simple de mélallo génie, est assurément, comme je l'ai rappelé dans les premiers chapitres historiques de cet ouvrage, la première branche de la géologie qui ait été cultivée. Dès que l'on a eu reconnu l'usage des métaux, on a dû se former une idée sur leurs gisements et sur leurs minerais. Des extractions minières, aussi développées et poussées aussi profondément que celles des Phéniciens, des Grecs ou des Romains, n'ont pu avoir lieu sans une conception théorique plus ou moins exacte sur l'origine et le mode de formation des filons. Mais l'art des mines a pris, dès l'origine, comme la métallurgie, des airs mystérieux et cabalistiques, plus favorables à la préservation des secrets industriels qu'à l'édification d'une science rationnelle. Les rares compilateurs, qui nous ont transmis des notions sur la science antique, étaient probablement peu au courant de ces arcanes. Puis, au Moyen âge, le développement des mines métalliques en Allemagne a provoqué la publication de quelques traités, comme ceux d'Albcrt-le-Grand ou

1. Pour tout ce qui concerne la métallogenie, on me permettra de renvoyer à mon Traité des gites minéraux et métallifères (3 vol.. Déranger, 1913j.

2n4 LA SCrENCE GEOLOGIQUE

d'Agricola, dans lesquels les idées alchimistes sur l'association des quatre élcmcnls physiques et l'influence germinative des astres tiennent une trop grande place. 11 faut arriver au xviu^ siècle pour trouver, dans ce sens, un certain effort scientifique, dont l'honneur revient, presque tout entier, aux ingénieurs de la Saxe et du Harz. Les ouvrages sur les fdons métallifères se multiplient à partir de ce moment et, comme il arrive souvent en science, où les théories tournent en se suivant h la façon des chevaux de bois dans un manège, nous voyons apparaître, dès le début, sous une apparence plus grossière, les trois principales hypothèses qui ont prévalu tour à tour : formation des liions par incrustation venant de la profondeur ; par incrustation venant d'en haut et sécrétion latérale empruntée aux roches adjacentes; enfin par substitution.

C'est Rosier', qui, en 1700, reconnaît déjà nettement, dans les filons métalliques, des fissures remplies; puis Zimmermann (1749;, que gênent les difficultés pratiques de ce remplissage et qui imagine des filons, d'abord semblables à la roche encaissante, mais transformés par une dissolution saline. Lehmann (1753) revient à l'idée d'une origine profonde : pour lui, les filons sont les rameaux épars d'un grand arbre, que la sève nourrit d'en bas ; dans le même ordre d'idées, mais avec plus de sagacité, Delius (1770) émet l'idée presque moderne de solutions hydrothermales salines, chargées d'acide carbonique ou de tout autre réactif, auxquelles il attribue la formation des filons. Peu après, de Charpentier (1778), le prédécesseur de Werner à Freiberg, revient à une substitution : on ne saurait, selon lui, imaginer une fissure béante, qui n'aurait pas été vite encombrée de débris à sa base; il faut donc qu'il y ait eu transformation de la roche en minerais, opérée par des solutions minérales le long de fissures. Enfin Werner émet sa théorie neptunienne des filons remplis par en haut, de la môme façon que se sont produites les strates sédimentaires, ou, suivant lui, les roches éruptives. « Cette même précipitation a, dit-il, formé la masse des filons; cela s'est fait dans le temps, où la dissolution, qui a donné les précipités, couvrait le terrain, où se trouvaient des fentes déjà existantes et qui étaient alors entièrement ou partiellement vides et ouvertes par leur partie supérieure. »

Si Werner n'avait laissé que ses théories, son nom occuperait une place très médiocre dans l'histoire géologique, à côté des rêveurs qui, au xviii® siècle, imaginèrent en science tant d'hypothèses préconçues. II

1. On trouvera un résumé de ces ouvrages dans Emmons. Théories of ore deposilion historically considered (Geol. Soc. of America, iOO*. t. XV. p. 1 à 23j. •

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faut cependant s'arrôlcr à lui, malgré ses idées bizarres, comme au véritable fondateur de la métallogénie. Nous sommes arrivés au début du xix* siècle et la science entre enfin dans l'ère des observations précises.

C'est, en même temps, l'époque où se développe l'industrie minière, et où se crée l'enseignement des mines dans les grandes écoles, fondées à la fin du xviii* siècle : à Freiberg en 1705, à Schemnitz en 1770, à Saint-Pétersbourg en 1783, à Paris en 4790. L'empirisme minier commence à éprouver le besoin d'être dirigé dans son aventureuse poursuite des métaux profonds, et l'on comprend, d'abord en Allemagne, puis en France, la nécessité d'étudier les lois des gisements avant de les exploiter. Wemer a été le premier, qui, avec une minutie et une patience germaniques, ait essayé de classer les filons d'après leur remplissage et leur gangue, d'examiner leurs intersections, de déterminer leur âge relatif et, dans une série d'incrustations occupant une môme fente, l'ordre de succession des divers remplissages. Ses observations relatives aux champs de filons ont fait école et l'on peut dire que, pendant trois quarts de siècle, la plupart des géologues sont restés cantonnés dans la même voie, jusqu'au moment où des investigations plus étendues, portant sur toutes les mines du monde, ont fait comprendre le caractère trop local de généralisations, qui portaient toutes sur les minerais des mêmes chaînes plissées ef ont conduit à adopter, pour ceux-ci mêmes, nos idées plus modernes de profondeur originelle et d'altération secondaire *.

La vulgarisation de l'enseignement de Werner a été surtout due à ses deux disciples fameux, Léopold de Buch et de Humboldt. Mais, tandis que Werner était resté strictement cantonné dans son petil coin de Saxe, ceux-ci, grands voyageurs, trouvèrent, dans l'observation du volcanisme actif et dans la comparaison de nombreux districts métallifères, les éléments d'étude, qui avaient manqué à leur maître et furent vite amenés à abandonner ses idées enfantines sur la formation des filons ou des roches éruptives par sédimentation. On doit notamment à de Humboldt les premières remarques sur la relation des dépôts métallifères avec les roches éruptives. 11 faut cependant remarquer que la théorie première de Werner n'a peut-être pas été sans influence sur la doctrine, qui a généralement prévalu jusqu'à nos jours, d'après laquelle un gîte métallifère quelconque n'aurait Jamais

1. HcTTON, dont j'ai eu à montrer plus haut le rôle de précurseur en bien des matières, ne s'est jamais occupé des gUes métallifères que d'une manière très incidente. Cependant plusieurs passages de sa Theonj of ihe Earlh (I. p. 131 et suiv., 393, 439 et III, p. 146) le montrent parlant de l'origine ignée des filons {teins).

pu se former autrement que par une solution aqueuse, et en aucun cas, par voie ignée ^

Le grand es^r des théories métallogéniques au cours du xix* siècle est dû à des géologues français et, les étrangers eux-mêmes le reconnaissent, presque exclusivement à l'Ecole des Mines de Paris, C'est Élie de Beaumont, qui a véritablement constitué la première théorie complète des liions métallifères (1847) dans son mémoire célèbre sur les émanations volcaniques et métallifères, peut-être son plus beau et son plus solide titre de gloire; c'est Berthier, Ebelmen, Durocher, de Sénarmont, Daubrée, Michel Lévy, qui, par leurs expériences de synthèse, ont prouvé le mode de formation des minerais liloniens; c'est Daubrée, encore, qui, avec sa Géologie expérimentale (1879; et ses Eaux souterraines (1887), a, d'une part, démontré le mécanisme des fractures filoniennes et, de l'autre, mis en évidence les caractères des circulations hydrothermales profondes. Ce rôle scientifique de l'Ecole française est d'autant plus à noter que notre pays, par sa pauvreté en mines métalliques, se trouve dans une infériorité manifeste pour de tels travaux. Un tel souvenir fait regretter l'abandon, où la mode changeante laisse aujourd'hui en France de telles recherches, qui ont pris, depuis vingt ans, ailleurs, un magnifique essor.

J'aurai bientôt à revenir sur les idées d'Elie de Beaumont, dont la plupart sont à conserver comme point de départ, à la condition d'y apporter les modifications, les restrictions et les compléments nécessités par le progrès des recherches.

Élie de Beaumont a mis en évidence la relation des filons métallifères avec les roches éruplivcs^, et le rôle simultané, dans leur remplissage, des fumerolles métallisantes et des eaux thermales. Selon lui, la plupart des sources thermales — et, notamment, celles auxquelles il attribuait la métallisation, — étaient, au môme titre que les fumerolles, un produit d'émanation éruptif. C'est à ces circulations hydrothermales dans des fissures qu'il attribuait les remplissages filoniens. Enfin, il avait déjà remarqué le rôle possible des éléments empruntés aux roches encaissantes dans la formation des gangues, qu'il distinguait, par suite, absolument des minerais. Mais il attribuait les variations actuelles des gisements en profondeur à une diminution de pression,

1. En France, il y a eu pourtant des plutoniens, tels que Bubat (1843) et Foon- NET (1859), pour attribuer au moins une partie des gîtes métallifères à des injections ignées.

2. Sa théorie, dont on peut trouver le résumé fidèle dans la géologie de A. dk Lai'pakent, a pour point de départ la distinction entre les filons injectés à la manière des laves et les filons concrétionnés du groupe plombifère: mais il montre bien les relations qui unissent les deux phénomènes.

CIIAl'. IX. — HISTOIRE DE LA METALLOGENIE M7

OU à un conflit des eaux thermales ascendantes et des eaux superficielles descendantes, qui paraît incompatible avec 1 importance atlribuablo aux érosions.

Vers la môme époque, en Allemagne, G. Bischof créait la géologie chimique (1846); puis von Beust, Breilhaupt, von Cotta écrivaient, sur l'ensemble des gîtes métallifères, des traités classiques, dont le dernier surtout (1853- 18o9), faute d'ouvrage concurrent en France ou en Angleterre, a fait autorité, pendant trente ans, dans le monde entier.

Il faut encore citer les recherches chimiques de F. Sandbergcr(187i), qui, en prouvant la diffusion des métaux dans les roches éruptives, arriva à l'idée que les filons avaient été simplement produits par le lessivage de ces roches sous l'action des eaux souterraines, c'est-àdire parla sécrétion latérale. Cette opinion, qui a joui un moment d'une certaine faveur, — comme il arrive pour toutes les hypothèses, au moyen desquelles on croit pouvoir éliminer les causes profondes, — a été cependant combattue vivement, en Allemagne même, par Stelzner, et à Przibram, par Poszepny.

Enfin, depuis une trentaine d'années, un développement remarquable a été donné aux études de métallogénie aux Etats-Unis, où un champ d'exploration immense et encore viei^e, une industrie minière devenue en toute matière la première du monde, les appuis officiels les plus puissants et des ressources d'argent illimitées ont facilité lœuvre de très remarquables géologues, armés scientifiquement par les méthodes nouvelles de la pétrographie et l'usage du microscope.

On peut citer, entre 1870 et 1885, les monographies de Pumpelly, Bccker, Emmons, Curtis, Irving, où domina, d'abord, l'idée d une sécrétion latérale, c esta-dire d'un emprunt aux roches éruptives encaissantes*, puis celle d'une substitution ou « metasomatic replacment ».

Cette dernière théorie, très en vogue aux États-Unis, a été d'abord appHquée aux grands gisements de Leadville et d'Eureka, encaissés dans des calcaires, puis à des gisements intercalés dans des roches quelconques et même dans des roches cristallines acides. Ainsi, pour les gites de fer à allure sédimentaire du Lac Supérieur, Irving et Van Hise ont admis qu'il y avait eu circulation d'eaux superficielles arrêtées en profondeur et ayant précipité leur fer par substitution. C'est un peu la thèse de Poszepny, pour lequel il n'existait pas de gîte métallifère sédimentaire, mais seulement des produits de substitution ou de remplissage ultérieur.

1. Tandis que S.VNDBERGERétendait la sécrétion latérale à des roches quelconques delà région, les Américains l'ont restreinte au.x roches éruptives en contact avec Je gisement et ont admis que les eaux lessivantes avaient pu être, soit descendantes, soit ascendantes (quoique d'origine superiiciellej.

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Plus tard, sont venus, depuis 1898, les travaux d'Emmons, Lindgrcn, etc., qui ont mis en évidence le rôle simultané ou successif des eaux ascendantes et des eaux descendantes.

Dans cet ordre d'idées, il me sera peut-être permis de rappeler que j'avais moi-même, antérieurement', attiré l'attention sur l'importance très générale des altérations superficielles dues à la circulation des eaux descendantes et montré comment bien des obscurités, bien des contradictions disparaissent, quand on tient compte des phases successives par lesquelles un gîte à passé depuis sa formation première, quand on envisage la profondeur à laquelle il a d'abord cristallisé, puis les remaniements qu'il a subis, soit à des époques géologiques anciennes, quand ni la surface topographique ni le niveau hydrostatique n'étaient les mêmes qu'aujourd'hui, soit même à l'époque actuelle. Je crois avoir été le premier à appeler vivement l'attention sur ces notions de profondeur originelle, de métasomatose ancienne et d'altération superficielle récente, avec leurs deux zones distinctes d'oxydation et de cémentation, qui expliquent tant de phénomènes, restés jusque-là incompréhensibles.

Pour une catégorie de gisements tout difTérents, les gîtes d'inclusions et de ségrégation directe, je dois également revendiquer la priorité, ayant, dès 4890-, proposé d'établir, à côté des deux catégories de gîtes, auxquels, jusqu'alors, on se bornait exclusivement (filons concrélionnés et sédiments), une troisième catégorie de gîtes, où avaient dû prédominer les réactions de la métallurgie ignée (magnétite, fer chromé, nickel, etc., associés à des roches basiques). Cette idée, que je n'avais fait qu'indiquer, a été nettement définie, précisée et mise en valeur dans les beaux travaux de M. Vogt (1891), qui trouvait, en Norvège, un champ d'études tout particulièrement propice à l'observation de ce genre de gîtes par suite de son érosion profonde, et, plus tard, M. Kemp, aux États-Unis (1898), est venu lui apporter un nouvel appui.