CHAP. IX. — MÉTALLOGÉNÎE. — SOURCES THERMALES

rieur, proviennent d'infiltrations superficielles. M. A. Gautier a pu remarquer que la fusion du granité produisait, à elle seule, des quantités d'eau abondantes et nous ne savons pas non plus s'il n'existe piM en profondeur de l'eau emprisonnée sous pression, à laquelle l'ouverture d'une fente donnerait, pour la première fois, une issue violente*. En tout cas, cette explication interne ne peut convenir que pour certaines sources des régions volcaniques actives et non pour toutes les autres, auprès desquelles aucune éruptiNnté ne se manifeste-. Au voisinage môme des volcans, il ne faut pas oublier que réchauffement du sol et le grand nombre des fractures ouvertes de tous côtés sont des conditions essentiellement favorables à la prodnction de simples circuits artésiens hydrothermaux voisins de la surface et néanmoins très échauffés, dans les conditions que nous venons de considérer comme les plus générales.

De toutes façons, le fait essentiel dans la source thermale est l'existence d'une large fracture très profonde. Cette fracture ouvre une issue rapide vers le jour à de l'eau, qui se trouvait emmagasinée sous pression à de grandes profondeurs et qui, en raison de cette pression, remonte à la surface, ou même jaillit, en refoulant les venues d eau superficielles, qui pourraient tendre à se mélanger avec elle. Il se produit donc, sur ce point spécial, un phénomène, qui ne se réalise pas d'habitude dans les sources ordinaires, et qui caractérise, avant tout, la venue hydrothermale : c'est la capture d'une masse d'çu, située très profondément au-dessous du niveau hydrostatique*.

Dans ce cas particulier, on voit, dès lors, contrairement à ce qui se produit pour les sources froides, de l'eau, dont l'origine première n'en est pas moins superficielle, pénétrer jusqu'à 1.000 ou 2.000 mètres à travers la nappe d'eau permanente, qui se trouve en dessous du niveau hydrostatique, ou plutôt se détacher de celle-ci à la rencontre d'une fracture, qui joue le rôle d'un tuyau aspirant et, après un très

1. M. Eu. ScEss s'est élevé vivement contre la théorie de Dacbréb, qui suppose que toutes les eaux remontées à la surface dans le volcanisme ou les formations de fllons métallifères, ont une origine superûcielle. Pour lui, ce sont, en principe, des « eaux nouvelles », « juvéniles », qui n'ont pas encore vu le jour [Ueber heisse Quellen. Verh. Ges. deutsch. Natarf., 19u2).

2. Dans toutes les anciennes théories inspirées d'ÉLiK dk Be.vcmoxt. la proportion entre ces deux catégories de sources était renversée et les sources d'origine volcanique passaient pour former l'immense majorité. A peine admettait-on quelques cas exceptionnels de circulation artésienne.

3. Le niveau hydrostatique est la surface jusqu'à laquelle les eaux s'élèvent naturellement dans le sol par leur pression propre, lorsqu'un régime stable s'est établi dans les terrains. Au-dessous de ce niveau, un vide quelconque est, en principe, toajoars rempli d'eau, tandis qu'au-dessus leau souterraine est en mouvement constant et rapide, s'accroît, s'enfle ou disparaît (voir, sur cette notion. Géologie pratique, p. 50, et plus loin, p. 309);

long circuit souterrain antérieur, remonter par ce tube ouvert avec rapidité. Dans les sources ordinaires, au contraire, il y a simple circulation au-dessus du niveau hydrostatique et, dans les sources dites vauclusiennes des terrains calcaires largement fissurés, il se produit, par un phénomène intermédiaire, une pénétration et une capture des eaux courantes au-dessous de ce niveau comme pour les sources thermales, mais à très peu de profondeur, faute de fractures tectoniques, avec remontée par une simple diaclase, élargie en grotte ou en rivière souterraine.

La grande fracture profonde, par laquelle s'élève ainsi la source thermale, ne constitue pas nécessairement son émergence, ou ce qu'on appelle son griffon; il peut y avoir dissémination de l'eau thermale, quelle ramène de la profondeur, dans toutes les fissures de la superiicie, avec production de sources latérales ; mais, sauf dans le cas des sources en rapport avec le volcanisme, elle n'en est pas moins la caractéristique essentielle du phénomène ; et c'est l'existence de cette grande fracture, dans laquelle circulent des eaux chaudes minéralisées, qui établit également le rapprochement avec les filons métallifères.

Le rôle de ces fractures profondes explique la loi générale, sur laquelle j'ai autrefois appelé l'attention, qui localise strictement les sources thermales dans les régions récemment disloquées du globe.

C'est également ce qui fait que toutes les sources thermales se trouvent sur un accident tectonique, ayant déterminé une semblable fracture verticale : sur une faille, sur le bord d'un effondrement, sur un filon métallifère, sur un filon de roche éruptive. Le gisement d'une source thermale est toujours exactement déterminé par l'intersection d'un tel accident, soit avec un autre accident semblable, soit, le plus souvent, avec une ligne déprimée de la superficie (vallée, rivage, bord de falaise, etc.), qui détermine un point de moindre pression.

Je répéterai, à propos des sources thermales, ce que je viens de dire pour le volcanisme ; malgré le lien intime, qui doit exister entre les manifestations hydrothermales actuelles et les anciennes circulations métallifères, il serait, à mon avis, très inexact de voir, dans l'émergence de nos sources thermales actuelles, à l'exception peut-être de quelques sources volcaniques, des filons métallifères en train de se former. On a, il est vrai, dressé des listes des métaux contenus dans les sources chaudes et retrouvé ainsi, dans celles-ci, à peu près tous les métaux des filons; mais, pour beaucoup d'entre eux, les conditions d'analyse étaient un peu suspectes, soit que l'eau thermale eût touché à des métaux industriels (tuyaux, etc.), soit qu'elle eût été en contact

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plus profond avec les minerais d'un filon'. Là encore, comme dans le cas du volcanisme, s'il se produit quelque notable cristallisation métallifère, ce ne peut ôtre qu'en profondeur et sous pression ; mais, surtout, il apparaît nettement que l'eau thermale est un simple agent de transport, un véhicule; elle contient seulement et elle peut uniquement «léposer les métaux, qui lui ont été fournis en profondeur; or, malgré toutes les théories de sécrétion latérale, les roches refroidies en contact avec de l'eau chaude sont ordinairement incapables de lui prêter les éléments d'une métallisalion filoniennc; des métaux ne peuvent être transportés par l'eau souterraine que d'une façon toute secondaire, après avoir été empruntés ailleurs à quelque gîte métallifère préexistant, qui s'est trouvé remanié ; ou, surtout, il faut, pour retrouver dans les eaux thermales un cas d'activité réellement lilonien, que l'éruptivité interne leur ait d'abord apporté les métaux sous forme de fumerolles.

C'est en raison de ces conditions nécessaires (fumerolles et profondeur) et non parce qu'il y a, comme on l'a parfois supposé, évolution et diminution progressive des forces minéralisatrices, que nous ne voyons, nulle part, à la surface de la Terre, un véritable filon métallifère se former sous nos yeux. Dans tous les cas normaux, les sources thermales contiennent uniquement cette série de principes chimiques, que l'on retrouve partout banalement dans l'écorce terrestre, les alcalis, la chaux, la magnésie, le fer, le manganèse, plus rarement la baryte et la silice, combinées en chlorures, sulfates, sulfures ou carbonates. Mais, dans les régions volcaniques, nous voyons apparaître en outre, l'arsenic, le bore et, exceptionnellement, comme je l'ai déjà dit, quelques métaux, parmi lesquels on peut signaler le mercure.

Que l'on imagine de semblables circulations thermales, minéralisées en profondeur par une circonstance particulière et amenées à déposer leurs éléments entrés en dissolution sous pression, soit par sursaturation, soit par décompression, soit par refroidissement, soit par dégagement d'un principe dissolvant comme l'hydrogène sulfuré ou l'acide carbonique liquide, et il pourra alors se produire un filon métallifère.

Enfin, les circulations d'eau souterraines, quand leur circuit reste superficiel, interviennent dans une autre catégorie de phénomènes, sur lesquels je me réserve de revenir en détail quand nous étudierons au chapitre x la géologie en action : ce sont les altérations et les remaniements des minerais, localisés au-dessus du niveau hydrostatique. Quelques altérations, produites par une réaction très lente et très prolon-

1. Les cas de sources chaudes situées aujourd'tiui encore sur une ancienne fracture filonienne réouverte et rencontrées, soit au jour, soit dans les travaux démines, sont très nombrcu.Y. (Saxe, Toscane, Sierra Almagrera. Nevada, etc.).

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gée des sources thermales à faible ratnéralisalion sur des objets métalliques antiques assimilables à des minerais, ont été autrefois étudiées par Daubrée» n

3° Sédimentation mécanique et chimiqiœ. Évaporation de Veau de mer. Production contemporaine d'oxyde et de sulfure de fer, de phosphates, nitrates, etc. — La sédimentation peut déterminer des concentrations minérales ou métallifères par les deux procédés qu emploie également l'industrie humaine : préparation mécanique et réactions chimiques ; ces dernières impliquant parfois ici l'intervention des organismes, ou du moins de la matière organisée. J'aurai peu de choses à dire ici sur ces phénomènes, qui rentrent, pour la plupart, dans le cas ordinaire des précipitations sédimentaires, étudiées un peu plus haut^. Quelques particularités sont cependant à noter.

11 est facile de prévoir, — et l'expérimentation montre sans peine — que la trituration de minéraux mélangés et leur transport dans un cours d'eau aboutissent à une classification, fondée à la fois sur la densité et sur la dureté. La dureté intervient d'abord pour déterminer un émiettement plus ou moins rapide des débris et, en ce qui concerne le transport par les eaux, il peut s'établir une sorte d'équivalence entre la grosseur et le poids : dans une première préparation grossière, on trouve donc, à la fois, des morceaux denses et des morceaux volumineux. Mais l'usure a bientôt fait de réduire en poussière tous les éléments lourds, friables, tels que les minerais, pour laisser seulement, à l'état de galets, quelques roches cristallines plus dures; il se fait alors, à une distance du point de départ, qui se compte rarement par plusieurs kilomètres, un dépôt de minerais fins, formant des lits au milieu des sables. Enfin le cours d'eau n'entraîne plus que des débris durs et relativement légers, qu'il abandonne les uns après les autres par ordre de dureté décroissante et il ne reste, au bout du compte, quand on arrive assez loin, que les matériaux les plus durs, où domine généralement le quartz.

Si la préparation mécanique est réalisée par les vagues, sur une côte et non plus dans un cours d'eau, le résultat en est encore plus simple; le travail étant prolongé sur place pendant un temps pour ainsi dire indéfini, on obtient un sable fin concentré, où se retrouvent tous les minéraux durs et denses des roches détruites.

Ce travail de préparation mécanique est nécessairement accompagné, pour tous les minerais facilement altérables, par les réactions chimiques oxydantes ou dissolvantes, que peut entraîner leur contact intermittent et mélangé de retours à l'air avec une eau, souvent déjà