CHAPITRE II

DES AMAS FILONIENS

Pour beaucoup d*amas Taclion d'eaux minérales se manifeste avec encore plus d'évidence que dans les fllons, ainsi que nous allons le montrer par quelques exemples de substances métalliques qu'on y exploite.

Il y a longtemps que Texamen des gîtes de minerai de fer pisolithique ou pisiforme a conduit les géologues à la conclusion qui vient d'être exprimée. Leurs grains à couches concentriques disséminés dans des argiles, rappellent d'une manière frappante les globules d'aragonite qui se précipitent chaque jour dans le bassin des sources thermales de Carlsbad et qui acquièrent cette forme caractéristique, par suite du tourbillonnement des parcelles dans le milieu précipitant.

Toutefois le minerai n'a pas toujours la forme de pisolithes ;

82 ACTION D*EADX Mir^ÉRALISÉES DANS LA FORMATION DES AMAS.

quelquefois il est en rognons, ou en masses volumineuses, comme dans le Périgord.

Les amas sidérolithiques remplissent souvent des cuvettes creusées dans les calcaires et dont les parois sont habituellement corrodées. Dans d'autres cas, ce sont des fentes ou

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Plan et Coupe des loinières de S^Pancre d'après If Jacquot.

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Echelle do WSSS.-HiuLxS, Fig. 39. -~ D'après M. E. Jacquot.

crevasses plus ou moins rectilignes, quelquefois aussi des formes d'entonnoirs ou puits, chaudières, dont les parois rappellent également l'action d'un dissolvant (fig. 59)«

Le liquide dans lequel se faisait la précipitation ne permettait pas en général l'existence d'animaux. Tout parait

rappeler rintervention d'eau chargée de carbonate de fer à la faveur d'un excès d'acide carbonique*.

La forme granulaire du minerai dont il s'agit, «son association habituelle à de l'argile, et son mélange sur beaucoup de points avec des éléments du terrain diluvien, lui ont fait attribuer autrefois la même origine qu^à celui-ci et lui avaient valu le nom de minerai d'alluvion. Mais la présence avec lui de quartz, soit à l'état de jaspe, soit à l'état cristallisé (Saint-Pancré, Meurthe-et-Moselle), montre qu'il n'en est pas ainsi. Dans certains cas les fossiles provenant des couches calcaires sous-jacentes ont été silicifiées par les eaux qui apportaient le minerai, et celles-ci sont devenues des lumachelles siliceuses. C'est ainsi qu'à Gandern, grandduché de Bade, le jaspe accompagnant le minerai est criblé de foraminifères du terrain jurassique.

Il est aussi des exemples de fossiles entièrement changés en limonite, ce qui s'explique par l'action précipitante du carbonate de chaux sur les dissolutions de peroxyde de fer.

Quand on examine avec soin le minerai de fer pisolithique tertiaire de plusieurs localités de l'Alsace, on y distingue, au milieu de beaucoup de grains amorphes, de nombreux fragments où la structure fibreuse est parfaitement prononcée \ Ces fragments fibreux, à angles ordinairement arrondis, ont la teinte brun-jaunâtre du minerai ordinaire. Cette teinte est toujours plus foncée près de leur surface que dans l'intérieur. Leur grosseur dépasse rarement celle d'une petite noisette, de sorte que, vus extérieurement, ils ressemblent beaucoup aux pisolithes voisins.

Leur cassure, considérée à la loupe, présente une série

* Dés 1822, Berthier exprimait cette idée {AnnaUê de» mines, i" série, t. YIII, p. 356)v que Tbirria a longuement développée (même recueil, 4* série, t. XIX, p. 40» 1851).

* Comptes rendus de V Académie, t. XXI, p. 330, 1845.

de fibres fines et arrondies, sensiblement parallèles, qui se brisent avec de petites esquilles, de sorte à rappeler de la manière la plus frappante la structure du bois; mais les fibres de certaines hématites brunes ou du cuivre carbonate vert se rapprochent quelquefois assez, au premier abord, du tissu ligneux pour que cette ressemblance ne puisse pas être considérée seule comme une preuve de l'origine végétale.

L'examen microscopique ne laisse pas le moindre doute sur la nature organique des fragments dont il s'agit. En effet, avec l'aide d'une aiguille on en détache des fibres arrondies un peu transparentes qui, vues par réfraction, sont d'un brun marron. La teinte claire du milieu des vaisseaux qui composent ces fibres, comparée à la couleur des bords, fait supposer qu'elles sont creuses. Effectivement, quand on les traite sur le porte-objet par l'acide hydrochlorîque concentré, on les voit se démembrer en faisceaux cylindriques, incolores et transparents, évidemment creux, qui sont terminés par des cassures esquilleuses , allongées comme celle de la calcédoine. Le long de ces cylindres on distingue nettement , en plan ou par leur profil, les pores circulaires qui caractérisent les vaisseaux des "Conifères.

Le résidu du traitement par l'acide hydrochlorique concentré est de l'acide silicique pur. Quant à la partie soluble, elle consiste en oxyde de fer mélangé d'oxyde de manganèse et d'une très petite quantité d'alumine.

Il résulte des observations qui précèdent que les fragments fibreux disséminés dans le minerai pisolithique sont des débris de bois dont le tissu a été complètement remplacé par des substances étrangères sans perdre sa structure. La silice a pénétré tous les vaisseaux, s'est moulée sur leurs parois en forme de tubes extrêmement minces, où les orifices circulaires se sont conservés, tandis que l'oxyde de fer

s'est infillré moins subtilement, car il encroûte en quelque sorte ces tubes siliceux.

Les fragments de bois ferrugineux sont extrêmement fré-^ quents dans plusieurs des localités de l'Alsace où l'on exploite le minerai de fer; à Mietesheim, par exemple, où Ton trouve quelquefois 15 à 20 morceaux dans une agglomération de pisolithes de moins d'un décimètre cube. On en rencontre encore fréquemment dans les environs de Soulz-* sous-Forêts, de Schwabwiller, de Betschdorf et d'Altdorf. On en trouvera aussi sans doute dans d'autres gîtes du même minerai de la France et de l'Allemagne, bien que sa présence n'ait pas été, au moins à ma connaissance, signalée.

L'origine de ces bois ferrugineux se conçoit assez facilement; car à Mietesheim et à Dauendorf, où le dépôt de minerai de fer est associé à des argiles grises contenant des veines minces de lignite et des vestiges charbonneux de plantes, ceux des bois qui ont été plongés dans la dissolution où se précipitaient l'oxyde de fer et la silice se sont assimilé ces substances, comme on l'observe dans les bois ferrugineux conifères du grès bigarré de Soultz-Ies-Bains. 11 est à remarquer que tous ces bois silico-ferrugineux sont constamment en fragments menus et un peu arrondis; ce qui doit faire supposer qu'ils étaient de nature peu cohérente à l'époque où ils ont été agglutinés avec les pisolithes.

Il est des localités où les dépôts de minerai de fer pisiforme sont recouverts par des couches régulièrement stratifiées de diverses roches, poudingue, calcaire d'eau douce avec coquilles palustres, telles que des limnées et des planorbes, silex et gypse. Dans ce cas, les couches superposées appartiennent à la période tertiaire et le plus ordinairement au groupe éocène supérieur.

Ces couches, tout en démontrant que l'arrivée du minerai

n'est pas très récente, comme on l'avait cru, servent à préciser une limite supérieure de l'âge du phénomène, qui parait correspondre en général à celui du gypse du bassin de Paris.

Gomme contrées où les minerais pisolithiques sont particulièrement remarquables, on peut citer, en France, le Berry, où les Romains l'ont exploité, le Périgord, la Franche- Comté, les environs de Longwj^ la Lorraine, aux environs d'Aumetz, la Basse Alsace, le Jura bernois aux environs de Delémont; en Wurtemberg, le plateau del'Alpe, où ils forment un groupe, de Schaffhausen à Nordlingen, d'environ 180 kilomètres de longueur sur 30 de largeur.

On conçoit que les agents qui, pendant la période quaternaire, ont si énergiquement agi à la surface du sol, soit en y pratiquant des érosions, soit en y produisant des dépôts, aient fait de même sur des substances incohérentes comme celles dont il s*agit, quand elles étaient près de la surface. En exploitant certains de ces dépôts, on constate en effet qu'ils ont été remaniés ; parfois de grands blocs anguleux de quartzite y sont dispersés (Aumetz) ; des cailloux de la surface y sont arrivés et des ossements d'éléphants assignent une limite à ce transport. C'est ainsi qu'il a rempli certaines cavernes ou grottes et que dans ce cas se justifie le nom de dépôt d'alluvion.

La relation des minerais de fer tertiaires avec les dislocations du sol est particulièrement mise en évidence, autour du promontoire du grès des Vosges du Liebfrauenberg, qui s'élève au milieu des couches voisines du grès bigarré et du muschelkalk, avec une altitude supérieure à plus de 100 mètres au niveau de celles-ci \ Sans importance au point de vue de l'exploitation, les dépôts ferrugineux qu'on y rencontre offrent un intérêt théorique.

« Géologie du Bas-Rhin, p. 204-200.

Ainsi que le représentent les deux figures 40 et 41 , ces dépôts sont groupés autour du chaînon du Liebfrauenberg, comme une ceinture dont la forme se rapproche d'une parabole très allongée, et qui est à peu près continue sur un développement de 18 kilomètres. Us sont en partie recouverts par le diluvium; aussi n'est-ce que dans un petit nombre d'excavations qu'on peut les étudier.

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Flg. 40. — Coupe montrant les gttes de minerais de fer mperposëa aux faillei, qui contournent le promontoire da Liebfrauenberg.

Ces gîtes, de formes irrégulières, sont placés sur une série de failles contournant le promontoire, par suite desquelles les couches triasiques et tertiaires viennent butter contre le gi*ès des Vosges, dans la vallée de Lembach et dans la plaine.

La composition n'est pas uniforme dans toute cette éten« due.

 tjoersdorf, l'amas, au lieu de consister en limonite, comme à Pfàfrenhoffen et à Kuhbrûcke, consiste en un mélange de pyrite et de fer arsenical.

Près de là, reparait le minerai de fer qui pénètre dans le calcaire du muscheikalk, auquel il se soude de la manière la plus intime, de telle sorte qu'on peut détacher des échan-

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Flg. 41. — Cuppe des glles de fer F F juxtaposés au promontoire du Llebft'auenbcrg» suirant A B de la figure précédente. V, grés des Vosges; tf, grés bigarré; t,, moscbelkalk; m, terrain tertiaire; q, limon quaternaire.

tillons de petite dimension présentant un passage du calcaire à la limonite. Des blocs de muschelkalk sont empâtés dans l'argile à minerai (fig. 42).

La surface du calcaire sous-jacent est échancrée suivant

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Fig. 42. — Coupe d'une partie de l'amas de Goersdorf montrant comment le minerai F s'est déposé sur les tranches des couches du muschelkalk tr qui sont nettement coupées et dont il empâte des fragments anguleux.

des formes sinueuses, dont la vue rappelle immédiatement une corrosion. L'amas parait résulter d'une précipitation par voie humide, à la surface du calcaire du muschelkalk, roche qui a été à la fois corrodée et imbibée par la dissolution où se faisait le précipité.

Ce qui confirme tout à fait cette supposition, ce sont les

nombreuses empreintes d^encrinites moniliformn et de coquilles triasiques qui sont disséminées dans le minerai. Là même où l'oxyde de fer ne renferme plus de traces de chaux carbonatée, la substitution complète du minerai au calcaire s'est faite, sans que les empreintes aient aucunement perdu la netteté de leurs formes.

Dans Tamas qu'on exploitait non loin du précédent, à Lampertsloch, se rencontraient des masses siliceuses avec empreintes de bivalves, constituant un accident fort analogue à l'imbibition siliceuse des arkoses du centre de la France.

Tous ces dépôts postérieurs au muschelkalk et à sa dislocation paraissent se lier à la formation du minerai pisolithique de la plaine d'Alsace, par l'intermédiaire du dépôt de Kutzenhausen.

Parmi les gîtes de fer de l'Algérie, il est un type particulièrement reconnu dans la province d'Oran, consistant en limonite très intimement associée à des calcaires compacts de la période secondaire.

Il en existe à l'est de la Tafna, sur le territoire des Ouelhassa, un groupe remarquable que M. Pouyatine ^ a très bien fait connaître. Le fer s'y rencontre surtout dans des Ilots de calcaire liasique, et parfois dans le terrain miocène du voisinage de ces llotà. Les basaltes qui occupent une étendue considérable dans la contrée sont postérieurs au minerai.

Le minerai consiste en hématite plus ou moins manganésifère, qui présente tous les degrés depuis le minerai pur jusqu'au calcaire à peine ferrugineux. Elles contiennent quelques parties de fer spathique altéré et, en quelques points, du fer oxydulé et de l'oligiste. Il n'y a généralement pas d'autre gangue que le calcaire ; exceptionnellement on

> AnmUê de* minc$, 7" série, t. IX, p. 81, 18'i6

y trouve du quartz en géodes ou en cristaux isolés bipyramidés, parfois de la barytine. On ne voit pas de surface de séparation tranchée entre le minerai et les calcaires encaissants. Le minerai dérive de sources ferrugineuses qui ont attaqué le calcaire et Tout remplacé par du fer formant ainsi une véritable épigénie.

Dans le département d'Oran, les gîtes de fer des Djebel Aouaria, le minerai qui est de Toligiste se présente tantôt en fentes iiloniennes, tantôt en amas résultant de la minéralisation du calcaire.

Les amas de fer oligiste et de limonite du Nassau, de la Westphalie et du Hartz qui sont subordonnés au terrain dévonien démontrent aussi l'intervention de sources minérales, à la suite de la sortie des diabases.

Le long de la Lahn, il existe sur une longueur de 30 à 35 kilomètres de nombreux gîtes de minerai de fer, surtout à l'état d'oligiste, que Ton exploite aux environs de Limbourg, de Dietz, de Weilbourg et de Wetzlar, Il est souvent accompagné de jaspe rouge (Kieselschiefer) et de quartz cristallisé, ainsi que de barytine. Le minerai est en relation évidente, d'une part avec le calcaire, d'autre part avec les diabases ou avec les roches qui en dérivent (Schaalstein). Les fossiles qu'on y trouve, par exemple des terebratula reticularis^ dont le test est occupé par des géodes de quartz cristallisé, au milieu même du minerai massif S sont une preuve que ce minerai a été engendré aux dépens des roches encaissantes. Comme exemple on peut citer l'amas d'oligiste du Kônigstein, près Giessen, d'une épaisseur de 10 mètres, qui se trouve dans le schaalstein à moins de 100 mètres de la roche éruptive bien caractérisée supportant le château. L'amas de Griedel, près Butzbach, avec son quartz cristallisé, est d'origine

* On a recueilli plus de 70 espèces appartenant au calcaire à stringocéphales.

visiblement aqueuse et rappelle tout à fait les gîtes tertiaires de Saint-Pancré, près Longwy.

En Westphalie, aux environs de Brilon, sur une ligne comprise entre Bigge et Bredelar, des gîtes d'oligiste, bien étudiés par M. Yon DechenS se présentent sur 22 kilomètres de longueur, en concordance habituelle avec le calcaire et sans relation apparente avec des roches éruptives. Dans Tamas de Sundwig, près Iserlohn, Toligiste compact est accompagné d'oligiste cristallisé, de quartz et de calcite, semblables à ceux des gîtes en filons. Aux environs de Wildungen, principauté de Waldeck, le minerai de fer manque, mais il est représenté par le jaspe ferrugineux (Eisenkiesel).

Des dispositions analogues à celles du Nassau se retrouvent au Harlz*. Aux environs d'Elbingerode le terrain dévonien a également subi des éruptions de dia bases, auxquelles se rattache visiblement la formation d'amas de minerai de fer. Au-dessus du calcaire à stringocéphales, des couches calcaires passent graduellement à de véritables minerais de fer, dont la teneur atteint 60 p. 100. Ces passages sont représentés par des roches intermédiaires, nuancées de rouge et de vert et exploitées sur plusieurs points comme marbres décoratifs. Le minerai, qui est tantôt anhydre, tantôt hydraté, est parfois très siliceux, particulièrement près de la roche éruptive. Il parait dû à des sources minérales, qui ont agi à la suite de l'arrivée des diabases et pendant la formation des couches du calcaire à stringocéphales. En deux autres points du Harz, à Lerbach et à l'Iberg, où le minerai contient de la barytine, des faits analogues se sont produits.

Des relations du genre de celles qui viennent d'être décrites se rencontrent dans bien d'autres lieux.

* Ârchiv fur Minéralogie, t. XIX, p. 453, 1845.

* D'après K. Lossen ; Toir Termier, Annale* des minée, 8* série, t. Hl, p. 243, 1884.

<J9 ACTION D*E4UX MmÉRALISÊES DANS LA FORMATION DES AMAS.

En Belgique, particulièrement dans le pays d'Entre-Sambreet-Meuse, des amas de limonite situés vers le contact du calcaire et du schiste anthraxifères remplissent des fractures entre les deux roches \ Ils affectent la forme de coins, plus ou moins allongés parallèlement aux couches. Il en est qui s'étendent sur plus d'un kilomètre suivant la direction, en présentant toutefois de nombreux étranglements et la disposition dite en chapelet. Leur épaisseur atteint souvent 15 mètres et va jusqu'à 40 et davantage. En profondeur, ils s'amincissent rapidement et disparaissent à des distances de la surface qui varient de dix à une cinquantaine de mètres. Le minerai principal consiste en limonite : au fond de la plupart des gîtes, on trouve, avec des argiles noires et pyriteuses, des amas plus ou moins considérables de sidérose, que Ton connaît en Belgique sous le nom de theux. Ce dernier, qui est compact, a la plus grande ressemblance avec du calcaire. Du plomb et du zinc sont associés à ces minerais. Quant aux matières stériles qui les accompagnent, elles consistent généralement en débris des roches encaissantes. Parfois, au milieu du minerai se rencontrent des fossiles transformés en limonite : ils proviennent d'épigénies des parois calcaires qui, ici comme ailleurs, ont été visiblement attaquées, comme par un acide. De là de vastes entonnoirs et cavités irrégulières, ainsi que les contours arrondis, que les gîtes présentent dans le calcaire.

L'oxyde hydraté et le carbonate de fer ont sans doute la même origine et ont été apportés l'un et l'autre par des eaux carbonatées : la différence de nature tient seulement à ce que cette dernière substance se déposait, avec la pyrite, dans des parties où l'eau qui lui servait de véhicule était moins exposée à l'action oxydante de l'air.

* Meugy. Annalet des mineSt 5* série, t. VIII, 1855. — Dewalque. Géologie de la Belgique, p. 286.

A ta minière Hallet, à 1 kilomètre au sud-ouest du village de Pétigny, la limonite remplissant une série de cavités irrégulières coupe un filon pyriteux de quelques centimètres d'épaisseur (Ûg. 45) . La disposition est telle, selon M. Hcugy, que les sources paraissent s'être échappées par des fractures nord-sud, devenues aujourd'hui des filons, pour se répandre dans les fissures avec lesquelles elles se trouvaient en communication plus ou moins directe.

Dans le département du Nord, par exemple aux environs

Fig. 43- — PUn de il mini^ Ballet, préi Peligny, en Belgique; moatrtal uu QIob de pyrita 1*, coupant la eoncbt* etlcûra.c oDtre iea]uelle> s'eit tormM aae coscIm F de mlncni da Ter. — D'après M. Kangr.

d'Avesnes et de Maubeuge, ainsi que dans le Boulonnais, on trouve des faits analogues*.

Il en est de même dans l'Eifel et dans diverses localités entre Prûm et Bâdesheim, sur les bords de la Kill.

Dans les amas d'hématite brune et de sidérose, si nombreux dans les Pyrénées-Orientales et dans l'Ariège, des actions érosives sont visibles aussi dans les calcaires qui les avoisinent.

Les hématites rouges, minerais les plus recherchés de l'An-

* Heugy. Mémoire pricHé.

gleterre à cause de leur richesse et de leur pureté, sont particulièrement exploitées auprès d'Ulverstone, en Lancashire, et de Whitehaven en Cumberland. Cette hématite a rempli d'énormes poches dans le calcaire carbonifère, où il se pré-

Fig. U. — Carte gjologlqa* de 11 partie Mptentriaiii i, uhiitei siluriens I hc, calcaire cirbaniréru; h, comprenant le calcaire magn^siao el dos gcti ; fl des railla. - Waprèt H. Kcndall.

e du giiement d'hémalila du Cinnbgrlaad, illitonetcrilt et élige houiller; i.pcrmlen , bématite. Lei llgnaa bria^ raprtaeutent

sente à tous les niveaux et généralement dans le voisinage des failles (fig. 44 et 45). Elle est souvent siliceuse. M, Kendall ', d'après l'ensemble des caractères, pense que tous ces

• TraïuactioHi of H. Englaud IiuUtide. Kewcutl-, p. 23, 1878.

ALIWIMUU, ARGILE ET BAUXITE.

dépôts ont été formés, de même que nos minerais de fer en grains, par des eaux chargées de bicarbonate de fer, qui ont

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FIg. IS. — Coupe monlrul li dhpotltioD dlifmiUlB à Iroii niiuni difrâranli. i, icbiite illiirien; ht. ealcilre orbonlfére; h, millitonegritt et étage bouilJor; ttf, bémalila; q, graoïcr qatlanuire. ~ b'tprit I, Keodalt.

peu à peu élargi les paraclases et diaclases des calcaires. L'époquede leur formation est postérieure au terrain kouiller.

§ 2. — ALUMINira; ARGILE ET DAUXITE.

Il y a plus d'un demi-siècle que l'ingénieur Gauchy, à la suite d'une étude attentive du gisement des argiles exploitées à Ândenne, prèsNamur, assimilait leur origine à celle

des minerais de fer de la contrée, opinion que, de son côté, d'Omalius s'était formée à la même époque * et que Dumont * adopta en les classant dans ses dépôts geysériens. G*est à cette catégorie qu'appartiennent les argiles qui accompagnent les minerais de fer dans beaucoup de ses amas. En bien des lieux, ces argiles se présentent seules et avec un grand développement. Ainsi Targile à jaspe et silex du centre de la France, notamment celle de Nontron et de Thiviers, a été déposée sur du calcaire corrodé et dans des puits naturels, circonstances qui rappellent le mode de formation des amas de minerai de fer et de manganèse qui leur sont associés '.

Dans d'autres localités, l'hydrate d'alumine ou bauxite a été apportée, associée à de Targile et à des rognons de minerai de fer, ainsi qu'on le voit en beaucoup de points de la France méridionale, dans le département des Bouches-du- Rhône, aux Baux, localité qui a donné son nom à la substance, dans le Var, dans l'Hérault et dans l'Ariège *.

L'amas de cette substance réfractaire exploitée à Yilleveyrac et représenté par la figure 46 peut être pris pour exemple de ces épanchements, dont les allures ressemblent extrêmement à celles des amas sidérolithiques. Ils se sont produits génércilement le long de lignes de fractures et affectent une disposition linéaire*. Tout annonce que ce dépôt a été apporté également par des sources profondes,^dont on a rapporté l'âge à Tétage crétacé supérieur.

« Bulletin de la Société géologique, t. XII, p. 242, 1841. » Même recueil, 2» série, t. XI, p. 114, 1854.

* GrOner. Annaleê des minet, 4* série, t. XYIIT, p. 61, 1850.

* Daubrée. Bulletin de la Société géologique, 2* série, t. XXYI, p. 015, 1868. » Coquand. id. id. id. t. XXYIII, p. 08. 1871.