La série du Dird reef

1. La série du Main reef, à laquelle M. Molengraaff rattache: d'une part, le Botha's reef et le Battery reef y à l'Ouest de la faille de Witpoortje ; de l'autre, le Kleinfontein reef et le Van Ryn*s reef, à l'Est de la faille de Bocksburg.

Tout cet ensemble de grès et conglomérats aurifères a subi un métamorphisme incontestable, qui en a fait recristalliser les éléments et y a développé )a séricite, les chloritoïdes, la muscovite, etc., en môme temps que se produisaient les accidents mécaniques, failles, glissements, etc., dont il a déjà été fait mention. Son caractère tectonique . le plus remarquable, qui paraît bien démontré et dont les conséquences pratiques pour l'avenir du Rand sont énormes, est que, sous sa forme actuelle (à coup sûr très différente de celle qu'il affectait au moment de son dépôt), il se montre plissé en un grand synclinal, en une cuvette Est-Ouest (fig. 5, p. 46), réapparaissant au jour dans le Sud avec un pendage inverse : synclinal, dont la profondeur maxima dans l(! centre du bassin est l'inconnue, sur laquelle s'échafaudent les spéculations, mais qui, dans certaines régions comme l'extrémité Est du Rand, pourrait très bien se trouver exploitable sur toute sa largeur. C'est directement au-dessus de cette série du Rand, que repose la série du Black reef, décrite plus loin : série très différente par ses caractères de la précédente, et surmontée, à son tour, par la série des dolomies.

Richesses minérales de TAfrique. 4

Dans les autres régions du Transvaal (Barberton, Marabastad, etc.), la série primaire, où l'on retrouve de Tor, présente des termes beaucoup plus schisteux que dans le Rand : talcschistes, schistes à séricite, schistes amphiboliques, etc., et nous verrons, par suite, les veines aurifères y affecter une allure en veinules et filons-couches, tout autre que celle des conglomérats précédents. On y a retrouvé, un peu partout, des roches analogues à celles d'Hospital-Hill, formées comme elles de quartzites à magnétite avec jaspe rouge, auxquelles les mineurs, en raison de leur aspect rayé, donnent le nom de roches calico. C'est sur la présence de ces roches, très aisément recounaissables, que l'on s*est fondé pour raccorder les unes avec les autres toutes les coupes éparses et ranger tous ces terrains aurifères dans un même étage géologique. Quoique cette généralisation soit à coup sûr séduisante et puisse même offrir quelques vraisemblances, j'ai déjà dit ailleurs * qu'un semblable rapprochement pétrographique me paraissait insuffisant pour affirmer ces assimilations à grande distance : ce faciès prouvant seulement une analogue imprégnation pyriteuse, oxydée au voisinage de la surface et pouvant se rencontrer, par suite, dans plusieurs terrains d*àge différent.

Passons maintenant aux séries qui surmontent les conglomérats.

Série du Black-reef . — La série du Black-reef est, si on lui donne l'extension proposée par M. Molengraaff, formée par des quartzites foncés, des arkoses, des grès, des schistes ardoisiers, des grauwackes et des conglomérats aurifères. Son épaisseur, très variable, ne dépasse pas 40 mètres au Sud du Witwatcrsrand et à Klerksdorp, tandis qu'elle atteint 300 mètres à Lydenburg et 500 mètres au Nord, dans les montagnes de Makapan et de Ghunie. Elle repose, en discordance marquée, sur les divers termes de la série primaire ^ tantôt sur les étages aurifères à Krûgersdorp, sur la série de Hospital-Hill au Nord-Ouest de cette ville, sur les diabases et porphyrites amygdaloïdes au Sud du Klipriviersberg, sur le granité au Sud de Pretoria.

Dans le Rand, où on lui a donné son nom, elle comprend une curieuse formation aurifère, qui a causé de grands déboires par son irrégularité : formation, probablement due à un remaniement ou à une concentration en partie mécanique, analogue à celle que Ton a voulu supposer pour tous les bankets aurifères et qui a eu pour résultat d*y accumuler

* Mines d*or du Transvaal, p. 184.

* Cette discordance, qui a été longtemps méconnue, et que M. Molengraaff a mise en lumière, m'avait déjà frappé dans l'étude sommaire que j'ai pu faire sur place de ces terrains (loc. cit., p. 293, etc.) ; mais je considérais alors le Blackreef comme un dépôt de remaniement limité au bassin aurifère du Witwatersrand : ce que M. Molengraaff croit inexact.

des masses de pyrites, en partie roulées, dans des sortes de sillons, de rigoles des roches sous-jacentes. A la base de la série, se trouve un conglomérat, comprenant des galets de roches diverses, au lieu d'être simplement formé de quartz comme ceux de la série du Main Reef : ce qui achève de prouver une préparation mécanique moins complète, moins longue et plus localisée.

Ailleurs (Nord de Krugersdorp), des couches, qui occupent la même situation stratigraphique sous la dolomie, sont formées de schistes ardoisiers, dits de Kromdraai, avec veinules de quartz aurifère formant filons-couches ; de même, dans le district de Lydenburg, on a, à ce niveau, des filons-couches aurifères (avec minerai de fer superficiel) entre des bancs de grès, dits du Drakensberg. Cette allure interstratifiée est, nous aurons l'occasion de le voir souvent, très caractéristique des formations aurifères africaines.

Série delà dolomie. — La 8é7*ie de la dolomie est constituée par des assises de dolomie et de calcaire dolomitique bleu foncé ou noirâtre de 10 centimètres à 3 mètres d'épaisseur, alternant avec des bandes minces de silex. Parfois, des lits de silex en rognons y sont disposés, selon des sortes de plans de stratification, comme dans les formations crayeuses d'Europe. Exposée à l'air libre, cette roche devient rugueuse et sillonnée de rides, ce qui l'a fait comparer par les Boêrs à la peau d'un éléphant {Olifants-Klip) ; parfois môme, toute la dolomie a disparu, ne laissant visibles que les silex. Elle est fréquemment perforée de grottes et joue, dans l'hydrographie de la région, un rôle très considérable (pertes de rivières, sources vauclusiennes, etc.).

On y observe des gîtes métallifères d'un caractère tout à fait spécial et ne ressemblant en rien à ceux des autres terrains : ce qui peut tenir, en grande partie, à la nature calcaire ou dolomitique de la roche encaissante, les gîtes métallifères des terrains calcaires ayant, dans tous les pays, une allure extrêmement caractéristique, sur laquelle j'ai appelé l'attention dans divers travaux.

C'est ainsi que l'on a fondé un moment de grands espoirs sur les champs d'or de Malmani, dans le district de Marico, à l'Ouest du Transvaal, où l'on trouvait une série de filonnets verticaux, remplissant des sortes de diaclases N.N.E.-S. S.O. dans la dolomie, filons renfermant parfois de remarquables échantillons d'or natif*. Ces veines aurifère3 semblent avoir été originairement formées de chalcopyrite aurifère, qui s'est altérée à la surface en malachite, azurite, phillipsite, limonite, etc... Elles ne paraissent pas exploitables, tant à cause de leur irrégularité qu'en raison des grandes difficultés d'épuisement, toujours

' Ces filons ont été étudiés en 1897 par M. Moulle. Voir Coll. Ecole des mines,

occasionnées par ces terrains dolomitiques, où les eaux superficielles sont absorbées comme dans des éponges.

On rencontre de plus, à la base de la dolomie, dans un mince niveau schisteux, une zone très fréquemment chargée de pyrite de fer aurifère avec manganèse, qu'on retrouve aussi bien vers Lydenburg, où nous aurons à l'étudier plus tard, que vers Malmani et d'où proviennent de belles pépites d'or, bien que l'exploitation en soit rarement aussi fructueuse qu'on est tenté de l'espérer d'après le premier aspect. Entre Pretoria et Marico, il s*y intercale aussi des filons-couches plombifères, intéressants à rapprocher par leur allure des gisements de plomb et zinc, encaissés, dans tant d'autres pays, en de semblables dolomies.

Séries supérieures, de Pretoria et du Boschveld. — La série dolomitique est surmontée, comme on l'a vu dans une coupe précédente, par la série dite de Pretoria et par la séiHe plutonienne du Boschveld. Je ne poursuivrai pas la description de ces couches, qui n'ont pa^ d'intérêt pour notre sujet spécial et me contenterai de noter, à la base de la série de Pretoria, quelques filons-couches de quartz aurifère (Koesterfontein, Blauwbank, etc.) assez analogues à ceux de ladolomie, mais inexploitables. Ces couches de Pretoria sont traversées par un grand nombre de dykes de diabase et la diabase s'y intercale également en bancs intrusifs, ayant exercé, sur les terrains au contact, un métamorphisme analogue à celui que j'ai pu observer pour les porphyrites du Plateau Central ^

Enfin, l'intrusion de la série plutonienne du Boschveld dans le système du Cap a amené des dislocations considérables ^ accompagnées de ségrégations basiques (magnétite, chromite), au voisinage de certaines roches comme les norites et de nombreux filons métallifères : (chalcopyrite, quartz, oligiste et fluorine ; sidérose avec cuivre gris argentifère, cobalt, galène, etc.) Ces gisements, à l'exploitation desquels on a généralement renoncé et sur lesquels je reviendrai dans un chapitre ultérieur, à l'occasion du cuivre qu'ils renferment fréquemment, méritent, dès à présent, une courte description, tant à cause de leur valeur possible que de leur intérêt théorique général.

Tout d'abord, à la périphérie de la zone du granité rouge du Bosch-

* Molengraaff, loc. cit., p. 46. — Porphyrites de rAllier (Bull, Soc. géoL 1888. 3« sér., t. XVI, p. 84).

* M. Molengraaff a fait, à ce siget, des constatations d'un intérêt général, à rapprocher de celles de M. Brôgger dans la région de Christiania, sur les perturbations occasionnées par les magmas intrusifs. Un beau dyke de syénite à anorthose, largement exploité pour la construction des édiûces à Johannesburg traverse la dolomie.

veld, on trouve, presque partout, des norites S tantôt à enstatite, tantôt à hypersthène, ou bien à hypersthène et diallage, avec association de pyroxénites, uniquement composées d'enstatite. Ces norites présentent des ségrégations de magnétite, qui paraissent constituer, pour l'avenir, les meilleurs gîtes ferrifëres du Transvaal et, plus rarement, des amas de fer chromé.

Le même granité rouge intriisif semble avoir dégagé d'abondantes émanations fluorées, qui ont incrusté de fluorine, soit les cavités des roches d'épanchement de ce groupe, soit des fissures filoniennes, où l'on trouve, en même temps, du quartz et de l'oligiste, parfois avec un peu d'or (district du Waterberg). Ailleurs, comme à l'Albert-Silver mine (85 kilomètres E. N.-E. de Pretoria), on observe des filons de quartz avec oligiste etbornite argentifère. On a donc là des exemples, assez rares en Afrique du Sud, de filons proprement dits, mais qui se présentent encore sous forme de fissures irrégulières, très visiblement incrustées en profondeur au voisinage immédiat de roches intrusives, elles-mêmes cristallisées sous pression. L'or y paraît être un dérivé de magmas granitiques (avec intervention possible de fluorures et concentration dans des diabases) : ce qui n'a rien que de conforme avec la relation supposée entre les quartz aurifères de Californie et les granités aurifères de la même région.

En entrant plus dans le détail, M. Molengraaff rattache à ces roches éruptives la série suivante de gîtes métallifères, (dont quelques-uns aurifères), disposés en plusieurs zones parallèles, à peu près Est-Ouest :

a. La zone de la Willows-silver-mine, des mines de Boschkop, de Oudezwaanskraal et de la Transvaal-silver-mine, toutes abandonnées, comprend des dykes de diabase, avec des filons de chalcopyrite associés, donnant, au voisinage de la surface, l'altération ordinaire en sidérose et cuivre gris argentifère (tétraédrite antimonieuse) ; parfois on y observe, en même temps, de la galène, de la crocoïse et du mispickel.

^. La zone des filons plombifères, situés dans le niveau supérieur des quartzites du Magaliesberg, comprend également des dykes de diabases, accompagnés de divers minerais, parmi lesquels dominent la galène et la pyrite (avec altérations en cérusite, pyromorphite et calamine).

Y- La zone des filons de cobalt de Balmoral, qui paraît se rattacher à la précédente, présente des filons d'une roche cornée, largement imprégnée de cristaux d'actinoteetde smaltine, avec fissures tapissées d'érythrine.

* Pétrographiquement, cette association d'un granité à anorthose et d'une norite est à rapprocher des observations récentes de M. Barrois sur les Kersantons de Bretagne (G. R., avril 190i). ou de celles que j'ai faites moi-môme sur les roches éruptives carbonifères de la Creuse (C. R., 28 avril 1902).

8. Dans le district de Middelburg, àLaatste-Drift et à Rlienosterhœk, des filons, encaissés dans la norite, renferment : le premier, pyrite aurifère, chalcopyrite et smaltine ; le second de la pyrite massive très pure.

t. La zone de TAlbert-Silver-mine (85 k. E.-N.-E. de Pretoria), déjà mentionnée précédemment, renferme des filons de quartz et oligiste avec bornine argentifère, dans le granité rouge : filons injectés, comme la plupart des précédents, de diabase. On rattache à ce groupe divers filons du district de Rustenburg, avec sidérose et chalcopyrite, ainsi que les smaltines aurifères de Kruisrivier (Middelburg).

En résumé, on paraît avoir, dans la plupart des cas, des dégagements en relation directe avec des roches diabasiques, dérivées du granité rouge : dégagements, dont la forme originelle et profonde, seule intéressante pour nous, comprend quartz, fluorine, oligiste, pyrite parf'ois arsenicale, chalcopyrite (avec or et argent), minerais de cobalt (pouvant être aurifères), rarement galène et blende, exceptionnellement crocoïse.

Je laisse maintenant de côté ces notions de géologie générale pour revenir sur la description plus détaillée des principaux champs d'exploitation aurifère du Transvaal, qui appartiennent tous à la base du système primaire: soit à la série de Hospital-Hill duWitwatersrand; soit à la série de Barberton, considérée actuellement comme équivalente de la première.

Les champs d'exploitation sont : 1° le Witwatersrand, avec les districts annexes de Heidelberg et de Klerksdorp; 2*» le district de Barberton ou de Kaap (Sheba); 3° le district de Lydenburg; 4** le Murchison Rang (Selati), avec divers districts accessoires.

Nous allons les passer successivement en revue, en examinant la constitution des minerais et les résultats industriels de leur exploitation.

District du Witwatersrand. — 1*» Géologie. — Les gisements duWitwatersrand se composent, comme nous l'avons vu, d'une série de bancs de conglomérats aurifères, rattachés à la série d'Hospital-Hill. La coupe détaillée d^ cet ensemble, — à partir du granité ancien, qui forme un grand massif au Nord de Johannesburg, — est à peu près la suivante :

Granité.

Quartzites blancs du Rand-proper 350 mètres.

Grès et schistes ferrugineux (black-shales) 470 —

Quartzites au mur du reef de Rietfontein ou de Geldenhuis valley

environ. 1 200 —

/ Sorth reef, peu exploité 0,15 à 0,30 m.

SÉRIE i Quartzites 15 mètres.

DES Reeps ) Quartzites, contenant deux veines de conglomérats

DE \ exp\oilées {middle reef et îïiiddle reef leader) . l,30.m.

Rietfontein. f Quartzite 15 à 20 mètres.

\ Stable reef : conglomérat à petits galets .... 1,50 m.

GISEMENTS D'OR AFRICAINS. ~ WITW ATERSRAND 55

Quartzites et argilites 250 mètres.

Grès magnétiques, quartzites et schistes, formant la série typique

(VHospxtal-Hill 220 —

Quartzites, avec bancs minces de conglomérat 100 —

Quartzites à sêricite, formant le mur de la série duMain-Reef . . 700 à 800 — Red bar : grès rougeâtre, couche de repère très constante sous la

série du Main-Reef là 2 —

North'Reef, presque toujours inexploité 0,20jn.àlmètre.

/ Quartzite stérile 15 à 20 mètres.

I Main-Reefy gros banc de conglomérats (teneur

I moyenne : 10 à 15 grammes d'or) 1,50 à 8 —

Quartzite stérile» se réduisant parfois à zéro sur la Crown reef, la Bonanza, la Jubilee, la Village Main-Reef. la City and Suburban, atteignants à 3 mètres à la Robinson, allant à 20 mètres sur

la Wemmer. la Salisbury à 20 —

Au mur du Main-Reef Leader, salbande argileuse

SÉRIE 1 fréquente avec veines de quartz à 0,10 m.

jj^ j Main-Reef Leader. — Conglomérat (teneur

Mun-Reef \ "moyenne 10 à 35 grammes) : la teneur maxima

j est souvent au toit de ce Leader 0,30 à 1 mètre.

I Quartzite stérile avec un middle reef inexploité. 30 mètres.

SouLh-Reef. — Quartzite, contenanlplusieurs veines de conglomérat, généralement minces (0,02 m. à 0,10 m.) et à galets aplatis, avec des intervalles de grès, qui peuvent se réduire à zéro. La partie la plus riche est souvent à la base, où l'on constate parfois (Crown -Reef, etc.) une veine de quartz blanc de sécrétion. Ce reef est le plus riche de tous dans le centre du Rand (teneur

moyenne : 15 à 40 grammes) 1,30 m.

Quartzites 4 à 500 mètres.

Bird'Reef 4 à 6 —

Quartzites . 4 à 500 —

Kimberley-liee/' 10 à 20 —

Quartzites 1200 —

Elsburg-Reef 20 —

Quartzites 2 500 —

C'est par-dessus cet ensemble qu'arrive, en discordance de stratification, la série du Blackreef, reposant par endroits sur les masses intrusives de diabase amygdaloïde du Klipriversberg.

Industriellement, les couches les plus importantes sont : d'abord, le Main reef leader et le South reef^ petites couches minces, qui, en général, ne dépassent pas 1 mètre à 1,50 m.; puis le Main ree/" proprement dit, couche puissante, népfligée au début à cause de sa teneur moindre, mais de plus en plus utilisée à mesure que les frais d'extraction s'abaissent. C'est dans ces trois bancs que se trouve la plus grande partie de l'or j mais il importe de ne pas oublier, quand on veut apprécier l'avenir du Witwatersrand, que Tor est, en outre, disséminé, à l'état de traces plus ou moins sensibles, dans des quantités d'autres couches et que, par suite, l'exploitabilité d'une énorme quantité de minerais supplémentaires est uniquement une question de prix de revient.

Caractères des Minerais. — Les minerais, que l'on exploite, d'un type tout à fait particulier au Witwatersrand, sont composés de conglomérats* (accessoirement, de grès grossiers, ou quartzites), à éléments quartzeux plus ou moins roulés, soudés par une pâte siliceuse englobant de petits grains de quartz, et renfermant des grains de pyrite, avec lesquels For, toujours invisible à Tœil nu et réparti en fine poussière microscopique, paraît avoir été originellement associé *

(fig-7).

Dans ce ciment siliceux, on trouve, accessoirement, des chloritoïdes, de la muscovite et parfois du zircon : éléments, qui existent également dans les bancs de quartzite stérile séparant les conglomérats, et qui

Fig. 7. — Minerai du Soulh-reef à la mine Wemmer (sixième niveau Est), montrant l'épaisseur totale de la couche aurifère et la disposition des galets de quartz au milieu du ciment siliceux et pyriteux.

Échantillon 1462-13. — Grandeur nature.

paraissent dus, comme la silice du ciment elle-même, aux actions métamorphisantes, par lesquelles le conglomérat a été soudé. C'est au milieu d'eux que se trouvent les grains de pyrite, tantôt à formes cristallines nettes, tantôt cassés ou arrondis.

La dimension des éléments roulés peut être extrêmement différente d un banc aurifère à l'autre, sans que cette grosseur donne un indice constant de la richesse en or; c'est ainsi que nous pouvons trouver une teneur égale dans yn conglomérat à galets de 6, ou même 10 centimètres de diamètre, comme est parfois le Kimberley-Reef, ou dans un

* Ce sont ces conglomérats que les Boêrs appellent bankei, en les comparant à un gâteau d'amandes.

* Aux affleurements et jusqu'à 15 ou 20 mètres de profondeur, l'altération ordinaire de la pyrite par oxydation et sa disparition presque totale, à l'état de dissolution avaient isolé l'or libre, souvent dans l'alvéole des galets, qui se trouvaient, par cette altération, dégagés de leur gangue. On peut noter en passant, à ce propos, que le Witwatersand n'a pas connu la phase ordinaire, par laquelle débite, en général, l'histoire d'un champ aurifère : celle des exploitations de placers. L'or très fin, enlevé par l'érosion, avait été, sans doute, entraîné trop loin pour pouvoir se concentrer mécaniquement.

simple quartzite à grains fins, comme le reef de Buffelsdoorn ; cependant, dans une couche donnée, correspondant à une période de dépôt déterminée, et surtout en un point particulier de cette couche, on peut dire, d'une façon presque constante, que la pyrite et l'or se concentrent parmi les éléments les plus gros et notamment à la périphérie des galets.

Fig. 8. — Mine de Wemmer. Minerai du Main-Reef Leader. Grandeur nature.

Échantillon 1462-3.

Q, galeUde quartz blanc et vitreux. — q, galets de quartzite sombre. — b, galets de quartz bleuté. —

p, traînées de pyrite dans le ciment du quartzite.

Gela n'empêche pas, d'ailleurs, qu'il puisse très bien exister, à quelques mètres de distancQ d'un simple quartzite ou d'un poudingue à petits éléments contenant de l'or, un banc à gros galets absolument stérile ; et deux bancs voisins, à galets identiques, peuvent être très inégalement aurifères. On en a souvent la preuve curieuse pour le Main-Reef et le Main-Reef Leader, couches généralement très rapprochées : le Main-Reef, avec des galets de grosseur identique à ceux du Leader ou même plus volumineux, a, presque constamment, une teneur beaucoup moindre.

Je viens de mentionner, pour être complet, le cas de quartzites aurifères ; mais le minerai, de beaucoup le plus fréquent, surtout dans les anciennes mines du centre du Rand, est un conglomérat à galets de dimensions variables entre une noisette et un œuf, comme ceux que représentent les figures 7 et 8.

Cette dimension des galets, différente d'une couche à l'autre, caracté-

Fig. 9. — Minerai de Balmoral. (Puits Ouest) à galets de quartz anguleux. Ech. 1472-2. (La figure représente des galets de quartz hyalin et de quartzite Gn gris sombre (q) se détachant en blanc sur un ciment siliceux à petits grains de quartz et traînées de pyrite (représentées en noir). Grandeur nature.

rise celles-ci dans une certaine mesure : ainsi le Kimberley-reef en a d'énormes; le Bird-reef en a de gros à peine comme un œuf d'oiseau. Dans le conglomérat aurifère, qui constitue donc le minerai habituel, on a, en somme, à étudier deux parties bien distinctes et pouvant avoir une origine tout à tait indépendante : 1** les galets, plus ou moins volumineux, qui, par une particularité d'un intérêt capital, ne contiennent à peu près jamais d'or ni de pyrite*, cela quel que soit leur diamètre,

* La règle n'est pas absolue, et je citerai tout à l'heure une exception; mais elle est extrêmement générale et l'examen microscopique ne fait que la confirmer.

GISEMENTS D'OR AFRICAINS. — WiTWATERSRAND 5^

sinon dans de petites fissures et, 2** le ciment, où l'or est, au contraire, concentré avec la pyrite d« fer, la silice et les autres éléments secondaires.

Galets et ciment sont, en général, très intimement soudés; sauf aux affleurements, où la dissolution de la pyrite sous l'action des eaux superficielles a désagrégé la roche, ils ne font qu'un et, presque toujours, quand on casse un fragment de conglomérat, galets et ciment se cassent ensemble, suivant une même surface plane, où les galets ne se dessinent donc que par leur section circulaire ou elliptique, tantôt plus claire, tantôt plus foncée que la pâte enveloppante (voir, par exemple, fig. 8).

Parlons d'abord de ces galets : les galets des conglomérats aurifères de la série du Main-Rcef sont toujours exclusivement formés de quartz blanc bleuté, vitreux, hyalin, de quartz enfumé ou d'un quartzite à grain très fin, d'un noir mat; dans certains reefs à gros galets, soit au-dessus, soit audessous du Main-Reef, on trouve, en outre, des galets, souvent fort volumineux, de quartzite à grain plus gros, analogue à celui qui encaisse les ^^de^gaTeutTmgîtes ; jamais on ne rencontre aucune trace de blant s'enchâsser

roche ancienne, telle que jrneiss, granité, gra- *^s ""^ dans les

,. no > D » o autres,àlaRobin-

nulite, etc. g^n Demi-gran-

Accessoirement, dans certains conglomérats très deur nature. épais et à galets très volumineux, qui affleurent, soit au mur de la série (reefs de la vallée de Geldenhuis), soit au toit (Elsburg reef, de Paaz reef, Kimberley et Battcry reef au Sud), on trouve, en outre, des galets de quarzite blanc, analogue à celui qui encaisse les conglomérats au toit et au mur, parfois aussi des galets de quartz rubané à raies noires ou bleu sombre, souvent chargés de pyrite, qu'on observe particulièrement dans le reef de la vallée de Geldenhuis, ou dans un reef des environs de Heidelberg, nommé, à cause de cela, le reef aux galets rayés, Stripe pebbles reef.

Une particularité curieuse de ces galets est qu'ils présentent souvent — et cela à toutes les profondeurs dans les mines — des angles vils ou à peine émoussés (fig. 9) : ce qui paraît, tout d'abord, peu compatible avec l'idée dune trituration prolongée, vraisemblable d'autre part en raison de leur nature exclusivement quartzeuse * ; mais ce fait, qui est loin d'être exceptionnel dans les poudingues anciens, connus en

* Des expériences de M. Daubrée (Comptes rendus. XLIV, p. 91*7) montrent qu'après un parcours total de 25 kilomètres accompli dans un cylindre tournant au milieu de l'eau, des matériaux anguleux sont transformés en galets, pareils à ceux de nos côtes.

d'autres pays, peut, sans doute, s'expliquer en supposant que certains gros galets se seront brisés à la place où Ton retrouve aujourd'hui leurs fragments anguleux, qui se seront aussitôt déposés après avoir été à peine roulés ; il est à noter que certains de ces galets polyédriques semblent parfois s'enchâsser les uns. dans les autres, comme s'ils avaient été seulement éclatés, peut-être dans les accidents mécaniques

Fig. 41. — Minerai de la Gily and Suburban (Main-Reef Leader, 4* niveau), montrant des enchâssements de fragments de quartz anguleux (Q) à teintes moirées et de quartzite fin gris sombre {q) au milieu d'un ciment siliceux et peu pyrit^ux (la pyrite représentée en noir). Ech. 1463-4. Grandeur nature.

consécutifs au dépôt, et presque aussitôt recimentés par de la silice pénétrant dans ces fissures (voir notamment fig. 10 et il).

Je signalerai également la présence fréquente de galets aplatis, présentant alors, non plus une forme grossièrement sphérique, mais une disposition nettement ellipsoïdale, galets qu'on trouve parfois entassés dans certaines couches, en particulier dans le South-Reef, parallèlement à la stratification générale, ainsi que le montre, notamment, une coupe transversale, donnant toute l'épaisseur de ce South-Reef dans la mine Modderfontein (fig. 12). Cet aplatissement semble, il est vrai, avoir été quelquefois accentué par une sorte de laminage des couches, en relation avec des accidents mécaniques postérieurs au dépôt, dont

nous retrouverons ailleurs bien d'autres traces ; les quartz sont alors intérieurement craquelés et brisés ; mais, le plus souvent, il s'agit bien de galets plats, comme on n'en trouve guère que dans les formations marines, où cet aplatissement résulte, on le sait, de ce que le nxouvement imprimé par la lame est plutôt oscillatoire que rotatoire ^

Dans certains cas aussi, le passage du galet au ciment encaissant est difficile à observer : on dirait que le ciment a fait corps avec ce galet, peut-être par une recristallisation secondaire, et que le galet a été comme nourri sur sa périphérie.

Ce ciment, qui soude ces galets les uns aux autres, renferme de la pyrite de fer bien visible, de la silice cristallisée surplace, (soit par une action de précipitation chimique, analogue à celle qui a amené le

Fig. 12. — Minerai du South-Reef à la ModderfonteÎD. Épaisseur totale de la couche aurifère (leader) 1477-1. Les galets de quartz plats Q sont représentés en blanc sur un ciment à petits grains de quartz abondants et pyrite peu visible. Grandeur nature.

dépôt direct de pyrite cristallisée, soit par action secondaire), du mica blanc et du chloritoïde assez abondants, des grains de quartz englobés à contours brisés, dentelés ou arrondis et, enfin, de l'or. Accessoirement, on y remarque, au microscope, quelques-uns des éléments ordinaires les plus résistants des roches cristallines, rutile, zircon, etc '.

J'ai déjà dit, que, d'une façon générale, l'or n'est pas visible à l'œil nu dans le minerai du Transvaal ; c'est très exceptionnellement seulement qu'un peu d'or libre a cristallisé, à la suite d'une redissolution secondaire, soit sur un plan de joint, où il forme un enduit, soit dans une veine de quartz, où il constitue parfois des cristaux assez volumineux ^; mais, à moins d'un hasard de ce genre, on peut parcourir tous les chantiers des mines du Witwatersrand sans y voir une trace d'or.

• De Lapparent, Géologie, 3* édit., p. 237.

* Notons également ce fait curieux, qui a été certifié par plusieurs témoins dignes de foi, qu'on aurait trouvé, dans les conglomérats des environs de Klerksdorp, de petits diamants verdàtres.

' On en a trouvé quelques beaux échantillons à la Jumpers, à la Wemmer, etc.

11 existe, cependant, une certaine proportion d*or à l'état libre dans ce minerai, et on en constate la présence, soit par un examen microscopique, soit, plus aisément, par un simple essai au pan, qui isole aussitôt, même quand il s'agit d'un minerai de profondeur, une traînée jaune d'or natif, accompagnant une traînée de pyrite, qui est elle-même aurifère.

En ce qui concerne la disposition de cette pyrite aurifère, il y a lieu de remarquer la présence assez fréquente de zones pyriteuses, soit parallèles à la stratification, soit obliques, comme on en observe dans toutes les formations sédimentaires troublées (fig. 13). Ces zones sont, elles-mêmes, formées, en grande partie, de grains de pyrite émoussés ou arrondis, côte à côte avec lesquels on observe, pourtant, des cristaux

de pyrite, à fines ramifications pénétrant entre des grains de quartz, c'est-à-dire cristallisés sur place.

On doit donc en conclure, de toute nécessité, que le charriage a joué un certain rôle dans l'arrivée de l'or au milieu du minerai actuel : ce qui semble également résulter de l'aspect arrondi ou fragmenté de certains grains Fig. 13. — Coupe du Main-Reef Leader au qua- pyriteux examinés au mitrième niveau Ouest de la City and Suburban, ^pnoponi»

montrant de fausses stratifications pyriteuses. croscope. .

(On a donné à la couche son inclinaison réelle.) D'autre part, la pyrit-e

cristalline à arêtes bien nettes, formant, soit des cristaux isolés, soit des plages secondaire^, parfois moulées sur les grains de quartz, est également très fréquente ': d'où résulte nécessairement cristallisation sur place (par action primit tive, ou par remise en mouvement secondaire). i

En dehors de l'or et de la pyrite de fer, qui peut arriver à constituer 30 p. 100 de sa masse, le minerai du Witwatersrand est remarquablement pauvre en autres métaux : ce qui contribue à la facilité de sc/n traitement par le cyanure de potassium. D'une façon générale, ^n affirme, dans la plupart des mines, n'y avoir jamais reconnu la pifésence d'aucun métal, si ce n'est de traces d'argent ou de cuivre, des dernières parfois visibles sur le zinc, qui précipite l'or de sa dissolution cyanurée*. J'ai constaté le fait par moi-même sur des concciitrés venant de la Wemmer et tenant 9 grammes d'or à la tonne, qui ne

Voir, par exemple, à l'United Mainreef Roodepoort.

GISEMENTS D'OR AFRICAINS. — WITW ATERSRAND 03

renfermaient pas trace de cuivre, de zinc et de plomb ; l'analyse, faite à rÉcole des mines, a seulement trouvé 0,04 p. 100 d'arsenic. C'est uniquement dans les veines de quartz secondaire, mentionnées plus haut, qu'on observe parfois d'autres métaux : ainsi j'ai pu recueillir de la galène et de la blende à la Buffelsdoorn, où il existe également de la pyrite arsenicale ; de la chalcopyrite à la Robinson ; des cristaux de pyrite et de blende à la Grœsus (troisième niveau Est, sur le Southreeî). M. Schmeisser a signalé, en outre, la présence d'un peu de blende à Alexandra Ëstate et Rietfontein et des traces d'antimoine dans rOuest du Rand.

Je reviendrai bientôt sur la teneur en or des minerais, qui se rattache intimement au côté industriel de cet étude ; mais, auparavant, il faut encore indiquer quelle est l'allure générale de ces couches de conglomérats afin de pouvoir discuter la question si curieuse et si obscure de leur origine.

Allure générale des bancs de conglomérats: l"" en direction; 2<> transversalement à la direction. — Les bancs de conglomérats constituent — ceci tout à fait indépendamment de leur ciment aurifère, qui peut être local — une formation de grande extension, ayant dû être soumise à un plissement postérieur, qui a fait prendre, à la partie que, nous en observons aujourd'hui, l'allure d'un synclinal (voir fig. 6, p. 45). C'est là un point déjà indiqué précédemment et sur lequel je reviendrai.

Etudiés d'abord suivant la direction de leur affleurement, ces conglomérats ont une réputation faite de régularité, qui peut être justifiée dans une certaine mesure par le rendement industriel, mais qui, envisagée à la lettre, est de nature à donner les idées les plus inexactes sur la disposition géologique des dépôts.

Si Ton examine, en effet, soit une galerie de mine quelconque dans le Rand, soit un de ces plans d'essais, où l'on reporte, de 10 mètres en 10 mètres, sur le tracé des galeries, l'épaisseur et la teneur des minerais, surtout si l'on transforme les chiffres du plan d'essais, comme le montre la figure 14, en un tracé graphique, on constate immédiatement que ces reefs, réputés réguliers, changent incessamment de dimensions comme de teneur, et cela dans les proportions les plus fortes, passant, sur une longueur de 20 mètres, de quelques centimètres de large à plusieurs mètres. Cette irrégularité, dont nçus avons ici un exemple, pris tout à fait au hasard dans une des mines les plus justement réputées du Rand, n'est pas une exception, mais, au contraire, la règle absolument générale*. Le contraire serait, d'ailleurs,

* Sur la figure 14, p.65, trois courbes représentent: Tune, les variations de l'épaisseur en chaque point ; l'autre, celles de la teneur en or, d'après les essais du laboratoire ;

fort étonnant et presque sans exemple dans une formation géologique, probablement littorale * ou même fluviatile, comme celle de nos quartzites et conglomérats.

En dehors de ces variations d'épaisseur d'un banc, de ces rétrécissements et élargissements, on constate également, toutes les fois qu'on se donne la peine de faire des observations un peu soignées, des bifurcations, des dédoublements locaux de reefs en deux veines, qui vont se réunir un peu plus loin, des apparitions de bancs gréseux au milieu de conglomérats, ou, réciproquement, des transformations progressives d'un grès en un conglomérat, etc.

Etant données ces variations, sur lesquelles je viens d'insister, on peut se demander s'il n'y a pas quelques excès d'imagination à prétendre suivre la série du Main-Reef, ou tel autre banc de conglomérat, sur plus de 35 kilomètres de long, d'un bout à Tautre du Rand. La première impression, en effet, en visitant les mines de la région, est qu'il est bien difficile, sinon impossible, de reconnaître un reef de l'autre et, par suite, que l'assimilation de deux tronçons de reefs distincts, surtout lorsqu'ils sont séparés par une faille (qui met parfois, dans le prolongement l'un de l'autre, deux reefs différents), est bien hypothétique, peutêtre même fondée uniquement sur le désir de donner à la couche qu'on exploite un nom bien sonnant et favorablement connu ailleurs.

Un reef, ou banc de conglomérat aurifère du Witwatersrand, ne constitue pas, en effet, comme on a trop de tendance à le croire en Europe, un individu absolument déterminé, constant dans son allure et immédiatement caractérisé, partout où on le rencontre, par un signe distinctif. Il est même bien souvent très délicat de distinguer ce qui est minerai du stérile, à plus forte raison un minerai d'un autre. La similitude absolue des bancs de quartzites, qui forment les épontes des divers conglomérats au toit comme au mur, est une raison de plus d'hésiter dans ces rapprochements. Pourtant, à la longue, cette impression tend à disparaître plutôt qu'elle ne s'accentue et l'on finit par concevoir de chaque reef une certaine idée générale assez bien définie pour pouvoir espérer les distinguer, sans trop d'erreur, l'un de l'autre, non pas sur un échantillon isolé, ni parfois sur un front de taille unique, mais au moins sur une certaine longueur de galeries.

la troisième, les variations de la richesse, c'est-à-dire du produit de l'épaisseur par la teneur, les variations de ces deux éléments ne se compensant nullement, comme on l'a parfois affirmé d'après quelques observations trop sommaires.

MI y a, dans l'existence de couches de conglomérats s'étendant sur des kilomètres de large, un fait qui est loin d'être spécial au Transvaal, mais qui partout est fort difficile à concilier avec le peu de largeur des formations actuelles de galets sur nos plages. Dans certains cas, on a pu l'expliquer par l'étalement de deltas torrentiels dans des plaines d'aliuvions.

Je suis assez disposé à croire que, s'il y a discontinuité, disposition

Main Raef Leader

isneurs à Ia tonnt -du mmertj H lei chilîrea vonu^p sonl ï^n terieurs en grammes par '.onns de i 000 luJ La DOurbe ir3f«ri.eDrs ^li^^^ soi calln d«a ApAtiimirm de mmenu «n {^Ë:ntimèlr«B èpanïeura marqxtèu oumi aiî dyrtance en dJil*nce — La courbi qui limite I espaça hicKuré YT^rw reprc3Bni# Ih produits ench«M:|Dir . point de l ^puite'jr par 'la. teneur c «As diFe||ii{^«ie

Fig. 14. — Interprétationygraphique d'un plan d'essais. (Main-Reef Leader à la City and Suburban.)

lenticulaire dans telle ou telle veine prise isolément, et, par suite, impossibilité de faire des assimilations précises banc par banc d'un bout à l'autre du Rand, le faisceau de ces veines n*en présente pas moins

Richesses iniuérales^de TAfrique. 5

une certaine continuité sur toute la longueur des exploitations aurifères.

Si nous envisageons maintenant ces bancs de conglomérats aurifères en coupe transversale, nous voyons que, dans toute la région Nord, à l'Est et à rOuest de Johannesburg, ils ont une direction Est-Ouest, avec une pente générale assez accentuée vers le Sud.

Cette pente des couches, ainsi qu'un schéma ci-joint (fig. 15 et 16) le met en évidence, est absolument variable d'un point à l'autre entre la verticale et l'horizontale et arrive même, en quelques points spé« ciaux comme la Ghimes, à des renversements locaux; néanmoins, sur n'importe quelle coupe Nord-Sud perpendiculaire à l'axe du synclinal, il semble généralement, comme on doit s'y attendre, que les couches, successivement rencontrées du Nord au Sud, tendent de plus en plus vers l'horizontale, à mesure qu'on se rapproche de l'axe du synclinal.

Un fait très caractéristique, conséquence directe de cette disposition des couches en fond de cuvette, et dont la constatation présente une importance capitale pour le développement industriel du pays, c'est que le plongement d'une couche donnée, dans une section et, par suite, dans une mine déterminée, va, d'une façon constante et très rapidement, ' en diminuant à mesure que l'on s'enfonce : en sorte que, de 70 ou 80** par exemple à l'affleurement, on peut, avant d'atteindre 300 mètres de profondeur verticale, n'avoir plus que 30** (fig. 17 à ti),

La conséquence pratique de ce fait est que, pour exploiter une longueur donnée suivant l'inclinaison de la couche ou reef, on n'a besoin de descendre, suivant la verticale, que d'une profondeur beaucoup moindre qu'il ne l'eût fallu si elle avait conservé sa pente primitive : par suite, les travaux de mines étant forcément limités à une certaine profondeur, soit par des impossibilités matérielles tenant à la chaleur, soit simplement par l'augmentation des frais d'extraction ou d'épuisé^ ment, la quantité de minerai, sur laquelle, un jour ou l'autre, l'homme peut espérer mettre la main, s'est trouvée considérablement accrue*. Cette question, très discutée, de la limite d'exploitation en profondeur, s'appelle, du nom anglais des concessions ne possédant pas l'affleurement de leur reef, la question des deep levels.

Un autre résultat connexe de ce changement de pente des couches en profondeur a été une certaine surprise pour les premières Sociétés exploitantes, qui, assimilant à tort leur couche aurifère à un filon, c'estrà-dire à un plan à peu près vertical, s'étaient contentées de prendre des concessions assez étroites dans le sens de l'inclinaison du

* Par contre, la quantité de minerai comprise dans une concession ou claim, est d'autant plus restreinte que la couche est plus rapprochée de l'horizontale, puisque cette concession est limitée à quatre plans verticaux menés, suivant les quatre côtés du rectangle qui la définit à la surface.

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reef, en supposant que celui-ci y resterait néanmoins jusqu'à la limite d'expl oitabilité pratique, tandis que ce reef, par suite de son aplatissement, est, au contraire, assez vite sorti de la concession pour entrer ,dans un terrain voisin.

. Les figures 17 à 22 mettent en regard les unes des autres une série de coupes transversales à la même échelle, prises, de TOuest à l'Est, en des , points différents du Witwatersrand : on y voit généralement se dessiner la courbure des reefs d'une façon assez régulière : ce qui est, du reste, naturel pour un ensemble de terrains, composé de bancs homogènes régulièrement superposés et, jusqu'à un certain point, indépendants, qui, soumis à un effort mécanique intense de plissement, ont dû se courber en glissant légèrement les uns sur les autres, comme les cartes d'un jeu qu'on essayerait d'infléchir en rapprochant ses deux extrémités.

Ces glissements des strates les unes sur les autres sont, sans doute, la cause des nombreuses salbandes argileuses, à concentrations de minéraux géodiques, produit d'une friction des deux bancs contigus suivant une faille longitudinale ; et c'est à eux également qu'il faut probablement attribuer les cassures parallèles à la direction des couches, suivant lesquelles, par un bâillement des strates, sont souvent montés des épanche'ments de roches éruptives,ou dykes(diabases,porphyrites, etc.).

Les accidents transversaux, qui ont pu, soit se produire par déchirure des bancs ainsi courbés, soit avoir lieu postérieurement, n'ont, en somme, qu'une importance restreinte dans le Rand, où les couches peuvent être considérées, par comparaison avec ce qu'on observe généralement dans les terrains primaires, comme des plus régulières. Il faut seulement noter, à ce sujet, parmi les accidents parallèles à la direction des couches, le nombre anormal des failles inverses, qui s'élève, paraît-il, quand on fait le compte exact, à près de 70 p. 100, et donne aux coupes des gisements une allure en écailles imbriquées très particulière.

Résumé des observations sur les conglomérats aurifères. — En

résumé, les principaux faits d'observation, dont le groupement peut conduire à une explication plausible au sujet de la genèse de ces minerais mystérieux, sont les suivants pour la série du Main-Reef*. 1® Le minerai d'or est un conglomérat, ou, rarement, un grès quart-

* Voir comme théories récentes sur la formation des conglomérats aurifères : G. F. Becker. The Witwatersrand Banket (Washington, 1897) ; Julius Kunz (Trans. geol. Soc. of South Africa, t. 1, p. 420) ; Aug. Piiistbr. On the origin and formation of the Witwatersrand auriferous deposits (Trans. of the geol. Soc. of South Africa. mai 4898) ; Borde.\ux. Mines d'or de VAfHque du Sud (1898). — Je laisse, bien entendu/ de côté la série du Black-Reef, dont le mode de formation est tout diCTérent.

Fig 17. — Ck)upe transversale à la City and Suburban, par le puits incliné principal.

Échelle au -—-rr •

Fig. 18. — Coupe transversale à la Geldenhuis Estate.

Échelle 1

Fig. 19. — Coupe à la Meyer and Charlton, par les 2 puits verticaux.

Échelle i

Fig. 20. — Coupe à la Meyer and Charlton. par le puits incliné principal.

Fiff. 21. —r Coupe à la George Goch, par le puits incliné principal. (Mine de rOuest).

Échelle I

Fig. 22. — Coupe à la George Goch, par les travers bancs et le puit9.

(Mine de l'Est).

Échelle au -rrrr • 5 333 '

zîte, dont les éléments roulés, galets et grains de sable, sont, presque exclusivenient, formés de quartz, ou, accessoirement, de quartzitc, et dont le ciment est constitué de silice pyriteuse et aurifère, avec minéraux de métamorphisme, chloritoïde, muscovite, etc. Ces galets sont, tantôt bien arrondis, tantôt simplement émoussés aux angles, souvent aplatis, parfois disloqués sur place ;

2* Les couches contenant de Tor en proportion plus ou moins forte, exploitable ou non, sont réparties sur plusieurs milliers de mètres d'épaisseur de terrains formés de grès et de conglomérats, avec rares intercalations de schistes à la base et sans aucun banc calcaire.

Ces divers bancs de conglomérats aurifères présentent localement des variations constantes d'épaisseur et de distance entre eux : on les voit s'étirer, parfois se bifurquer pour englober une masse de grès et se réunir plus loin ; néanmoins, la plupart du temps, un banc de conglomérat ou de grès, qui semble apparaître brusquement, n'est que l'exagération d'une couche précédemment marquée par un simple indice (délit sableux ou cordon de galets disséminés) et la coupe présente, dans l'ensemble, d'un bout à l'autre de la zone aurifère, une certaine constance, la richesse en or semblant, en moyenne, autant qu'on peut en juger d'après des observations encore très incomplètes, toujours localisée dans les mêmes séries de bancs ;

3® Les phénomènes mécaniques, postérieurs à la formation des conglomérats, sont nombreux et nets. En premier lieu, on doit noter, dans cet ordre d'idées, l'inclinaison des couches et leur allure en synclinal Est-Ouest, qui est le résultat d'un plissement postérieur, la pente actuelle des reefs étant absolument incompatible avec les conditions du dépôt. On remarque également : la présence de véritables salbandes argileuses, correspondant à des surfaces de glissement et de broyage ; les failles, pour la plupart inverses et parallèles à la direction des couches, qui affectent une allure en écailles imbriquées, effet probable d'un refoulement venu du sud, et les dykes de roches éruptives ;

4*» L'or, dans les minerais, est souvent à l'état libre, mais toujours invisible à l'œil nu et très fin ; il est constamment associé à la pyrite, sans lui être, ce semble, combiné ; la teneur en or n'est pas nécessairement proportionnelle à l'abondance de la pyrite, et souvent on peut voir Tor, au microscope, en cristaux englobés dans la pyrite môme. Cette pyrite, qui arrive aisément à formera p. 100 en poids de la roche, est, en général, remarquablement pure et contient seulement, par exception, des traces de cuivre, plomb et zinc ;

5^ L'or et la pyrite se trouvent, presque exclusivement, dans le ciment des galets quartzeux, qui, eux-mêmes, quelle que soit leur taille, n'en contiennent presque jamais, sauf, très rarement dans des fissures, ou dans des couches d'un caractère spécial, comme celle de Rip ;

6* La pyrite auriJère est en grains isolés, irrégulièrement répartis dans le ciment siliceux ; souvent elle forme des traînées de grains, rarement des veinules continues autour d'un fragment de quartz, comme on en observe fréquemment dans les filons. Les traînées de grains pyriteux peuvent être, soit parallèles à la stratification générale, soit obliques " sur elle et correspondant à une fausse stratification des sédiments. Cette pyrite, examinée à la loupe ou au microscope, apparaît parfois roulée ou cassée, notamment dans le cas des veinules parallèles ; plus souvent, elle est bien cristallisée, et présente des angles aigus, des arêtes nettes, difficiles à concilier avec une trituration prolongée ;

7** 11 y a une corrélation universellement reconnue entre la dimension des galets et la richesse en or, dans une portion limitée des mêmes couches. Les grès fins ne sont que très exceptionnellement aurifères et seulement le long de certains cordons de galets disséminés, peu visibles ; dans les conglomérats eux-mêmes, on considère, comme particulièrement riches, les couches à gros galets, surtout celles qui se trouvent souvent à la base d*un banc.

Dans une couche déterminée, les minerais réputés de bon aspect sont, en général, ceux à galets un peu gros, assez largement espacés sans l'être trop, dont le ciment présente une teinte sombre, due tant à la nature spéciale des quartz qu'à l'abondance des pyrites. Mais, d'une couche à l'autre, même quand ces couches sont très voisines comme le Main-Reef Leader et le Main-Reef, ni Tallure ni la dimension des galets ne permettent de préjuger de la richesse. Avec un aspect identique, le Main-Reef, beaucoup plus épais, sera pauvre, tandis que le Main-Reef Leader sera riche ;

8® Dans un banc de conglomérats, la richesse en or n'est nullement, comme dans les placers aurifères, concentrée toujours à la base : ou bien elle est répartie uniformément dans toute la masse ; ou, si elle se localise dans un banc, ce banc peut être à la partie supérieure comme à la partie inférieure de la couche, bien que le second cas soit plus fréquent ;

9** Dans un même banc, la teneur en or à la tonne paraît, sans que la règle présente une généralité absolue, être d'autant plus forte que l'épaisseur est plus faible, comme s'il n'y avait eu qu'une quantité d'or déterminée à répartir sur toute l'épaisseur du banc -, la comparaison des bancs minces et riches du Main-Reef Leader et du South-Reef avec le banc épais et relativement pauvre du Main-Reef, intercalé entre eux, pourrait donner lieu à une remarque analogue ;

10** Un certain nombre de reefs, souvent très riches, se trouvent au contact de bancs de schistes, intercalés entre ceux-ci et les quartzites (East Rand, Van Ryn, Modderfontein, Nigel, etc.).

Hypothèses sur la formation des conglomérats aurifères. — Essayons maintenant de voir comment ces divers faits peuvent se concilier dans une même interprétation.

Ainsi que nous avons déjà eu l'occasion de le dire, si nous considérons d'abord la formation des quartzites et conglomérats, indépendamment de l'or qui s'y rencontre, nous croyons que l'on a affaire là à des dépôts très étendus, et nullement restreints à la petite cuvette lacustre que l'on a parfois imaginée : dépôts d'origine peut-être marine*, ayant commencé par être à peu près horizontaux et devant leur allure et leur inclinaison actuelles à un plissement postérieur, qui y a constitué un grand synclinal Nord-Est-Sud-Ouest.

Quant à la présence de l'or, qui n'est, en aucune façon, nécessairement liée au développement des conglomérats et doit, au contraire, selon toutes vraisemblances, constituer un fait relativement local, toutes les hypothèses que l'on peut tenter pour l'expliquer, se ramènent forcément à trois : l'or a-t-il été formé avant, pendant ou après le conglomérat ?

Les trois théories correspondantes, que je vais exposer impartialement et sans. conclure, prêtent, il faut bien le dire, toutes à des objections telles que l'origine de ces gisements doit continuer à être considérée, en dépit de toutes les tentatives faites pour l'expliquer, comme extrêmement obscure. Je ne crains pas d'avouer que, plus je réfléchis au problème et plus j'en envisage les diverses données complexes et contradictoires , plus j'hésite à me prononcer dans un sens ou dans un autre.

La première hypothèse, qui, en raison de sa simplicité, se présente immédiatement à l'esprit et que j'ai moi-même commencé par défendre avant d'avoir visité le Transvaal, — ainsi que l'ont fait MM. Schmeisser, Goldmann, Becker, etc., après une étude approfondie — est celle d'un placer de la période primaire, résultant de la destruction de grands filons aurifères et de leur préparation mécanique, suivie d'une recristallisation du ciment pyriteux et siliceux par métamorphisme.

Il y aurait eu, à l'époque marquée par la série d'Hospital-Hill, dans le Witwatersrand, destruction de veines aurifères, analogues à celles qui, un peu plus tard, imprégnèrent les schistes de Barberton. Peut-

• La grande extension du phénomène» dont on croit retrouver des traces aux extrémités opposées de l'Afrique Australe, la régularité relative des couches, la présence fréquente de galets aplatis sont plutôt des caractères d'un dépôt marin que d'un dépôt lacustre. Mais les dépôts de galets côtiers n'ont généralement qu'une très faible largeur transversalement à la côte. On pourrait peut-être penser aussi à de vastes formations fluviatiles. à des deltas torrentiels étalés dans une plaine d'alluvions, comme celle de la Lombardic. Dans tous les cas, les conglomérats ont dû s'étendre, au Nord et au Sud du Witwatersrand, loin au delà de leurs limites actuelles et n'y ont disparu que par l'effet des érosions postérieures.

être même ces filons auraient-ils été démantelés et leurs débris stratifiés presque sur place, au moment même où ils se constituaient.

A l'appui de cette théorie, on peut faire valoir, outre une certaine vague similitude générale avec les placers californiens, Texistenfee, mentionnée plus haut, dans les conglomérats du Transvaal, de zones pyriteuses formant des sortes de lits stratifiés, la présence fréquente d'un peu de pyrite roulée microscopique, etc. L'hypothèse en question explique assez bien, comment, dans les conglomérats à trop gros galets (Rip, etc.), il y a, à côté de nids très riches en or, des parties absolument stériles, la préparation, mécanique ayant été incomplète ; tandis que, là où se déposaient les sédiments trop fins, les eaux n'avaient plus assez de vitesse pour maintenir la pyrite en suspen* sion ; une dimension intermédiaire des éléments triturés (qui semblerait cependant avoir dû être beaucoup plus fine qu'on ne l'observe en réalité) aurait, dans cette idée, été favorable à la précipitation simultanée de la pyrite. Ajoutons que la constance et la régularité relative des dépôts, difficilement explicables dans toute hypothèse, peuvent, à la. rigueur, être rapprochées de ce qu'on observe dans les plus anciennes alluvions aurifères de Californie. La présence de plusieurs lits aurifères superposés, séparés par des dépôts à éléments plus fins, est également un fait constaté dans les placers. Enfin, l'on connaît, en. Californie, de nombreux cas, où un ciment siliceux avec pyrite cristalline est venu ressouder un gravier alluvionnaire.

Les objections, à cette théorie sont, par contre, les suivantes :.

Tout d'abord, si l'on considère un banc déterminé, la préparation mécanique des galets, poussée à ce point de sélection d'en avoir éliminé toute roche moins dure que le quartz, suppose, nécessairement, ou un long transport torrentiel d'au moins 20 ou 25 kilomètres, ou une trituration surplace très prolongée par l'action des vagues *. Bien que la pyrite associée soit très fine et puisse, par conséquent, être restée en suspension dans l'eau, on s'explique difficilement, si elle provient des mêmes roches qui ont fourni ces quartz, comment, dan^ le cas du torrent, elle ne s'est pas déposée plus lot et, dans le cas des vagues marines, comment elle s'est concentrée entre les galets au Ueu de le faire sur les sables fins, ainsi que cela arrive généralement aux produits durs, grenat, fer oxydulé, étain oxydé, corindon, rutile, pyrite même, stratifiés mécaniquement de nos jours sur certaines plages ; comment aussi cette pyrite est si souvent cristalline.

* Les sables des plages sont généralement quartzeux par Teffet de cette préparation mécanique; leurs galets marquent également une concentration des roches dures de la côte, telles que les silex. Remarquons, d'ailleurs, que la présence de galets, tels que ceux. du Main-Reef. suppose nécessairement, à Tcau qui les a déplacés et concentrés, une vitesse notable d'au moins 0b,60 à 1 mètre par seconde.

Admettons cependant, par exemple, l'étalementprogressif d'un grand delta marin, repris et remanié par les vagues et les courants côtiers ; pourquoi, si les galets de quartz, et la pyrite du ciment proviennent, comme on le suppose, des mêmes filons démantelés, les galets quartzeux sont-ils si rarement aurifères ? A cela, on peut, il est vrai, essayer de répondre que les parties pyriteuses des quartz, étant les plus friables, ont été les plus complètement détruites et que les fragments se sont fendus suivant les veinules de pyrite aurifère, constituant des lignes de moindre résistance, tandis que les noyaux stériles résistaient. Mais il est évidemment plus vraisemblable d'en conclure que galets et pyrite ont une origine différente : les galets provenant de veines quartzeuses, qui pouvaient, de leur côté, renfermer par hasard quelques traces de pyrite, ou môme d'or, comme cela arrive constamment aux veines quartzeuses du Transvaal ; ce qui suffirait à expliquer la présence (je le répète, très rare) d'un peu d'or dans ces galets.

Enfin, l'objection la plus grave est que, ces filons, d'où proviendrait la pyrite aurifère, on ne les connaît pas, on ne les a pas trouvés, malgré une exploration maintenant bien complète du pays. Or, si des galets de quartz semblables peuvent venir d'une centaine de kilomètres, il est bien invraisemblable que la pyrite ait franchi les âSO ou 300 kilomètres, qui séparent Johannesburg de Barberton ou de Lydenburg, (sans compter que, si les schistes de Lydenburg sont réellement contemporains des conglomérats de Witwatersrand, les filons-couches, qu'on y observe, sont nécessairement postérieurs aux uns comme aux autres et n'ont pu , par suite , fournir de l'or détritique avant de se former) ; quand il se stratifié des noyaux de pyrite sur nos côtes, c'est au pied même des falaises crayeuses, auxquelles ils sont arrachés. Une vingtaine de kilomètres semble la distance maxima, à laquelle on doive logiquement chercher *. Faut-il alors admettre que, depuis l'époque où se sont constitués les conglomérats, les filons, dont ils proviennent, ont été détruits jusqu'à la racine ? Cette idée est assez conforme, tant avec l'opinion que l'on peut se faire de l'érosion énorme, à laquelle l'Afrique soustraie a dû être soumise qu'avec la thèse générale, soutenue maintes fois en ce volume, sur la disparition du type filonien à une certaine profondeur de l'écorce (généralement atteinte en Afrique), pour faire place à des imprégnations, plus directement dérivées sous pression des magmas éruptifs. On ne peut cependant se dissimuler qu'une telle réponse satisfait incomplètement l'esprit.

Dans la seconde supposition, celle de l'apport interne de la pyrite

* Le long d'un cours d'eau, qui charrie de l'or, le transport de For peut se faire k des distances relativement grandes ; mais alors il ne s étale pas sur 70 kilomètres de long et plusieurs kilomètres de large.

aurifère, au moment où se déposaient des sédiments, il y aurait eu, sur une plage où des fragments de quartz, d'une origine quelconque, étaient triturés et roulés par les vagues, de l'or et du sulfure de fer (amenés peutrétre par quelque phénomène filonien), en dissolution dansTeau; ces substances se seraient alors précipitées chimiquement, comme les sulfures cuprifères du Mansfeld en Allemagne, ou les nodules plombifères des grès de Commern et de Mechernich, dans la Prusse Rhénane, ou encore les minerais de cuivre associés aux conglomérats du Boleo et, roulées sur place par les flots, se seraient déposées plus ou moins pôle-môle avec les galets *. Pour tenir compte de ce fait caractéristique que Tor est presque exclusivement dans les conglomérats et, non dans les grès intermédiaires, on pourrait admettre l'influence d'une certaine préparation mécanique, ayant, dès leur formation, concentré Tor et la pyrite, en leur qualité d'éléments lourds, avec les galets les plus gros, comme cela s'est passé pour tous les dépôts d'alluvions aurifères. Peut-être surtout devrait-on remarquer que le passage d'un grès à un conglomérat dans une série de dépôts sédimentaires correspond, soit directement à un mouvement du sol, soit à une modification dans le régime des courants (qui a pu être produite par un mouvement du môme.'genre)et supposer, dès lors, que ce mouvement aurait amené, chaque fois, un épanchement de sources sulfureuses ou chlorurées, renouvelant les éléments métallifères en dissolution dans Teau.

C'est ainsi qu'au Boléo, à trois reprises différentes, le retour d'une formation de conglomérats a déterminé une précipitation presque simultanée du cuivre.

De même, dans les gisements du Lac Supérieur, qui, au métal près, offrent de grandes analogies avec ceux du Witwatersrand, le cuivre s'est concentré dans le ciment de conglomérats. ^ B n'est pas difficile d'expliquer, dans cette théorie, la présence de a pyrite cristalline, à côté de la pyrite roulée, soit par une recristallisation très vraisemblable, soit par le cas de grains pyriteux directement précipités et ayant échappé à l'action des vagues. Rien ft'empêche, non plus, de supposer que les eaux chargées de sels métalliques aient pénétré dans les couches antérieurement déposées et recouvertes par la mer, en circulant de préférence dans les interstices les plus larges, produits par les gros galets et se précipitant sur eux ; de toutes

' Le fait que des galets de pyrite, toujours si friables, ont pu résister, donne à penser qu'ils ont été roulés presque sur place et n'ont pas subi le long transport qu'il faudrait supposer s'ils étaient arrivés avec les galets de quartz. D'autre part, l'état anguleux de beaucoup de ceux-ci est peut-être attribuabte à ce qu'à peine fragmentés ils se sont trouvés saisis dans un précipité de silice gélatineuse et chargée de sulfure de fer, qui se sera formé autour d'eux, en les emprisonnant.

façons, les surfaces des galets ont dû exercer une action précipitante, et le dépôt a dû se former sur eux, comme on le constate fréquemment pour des cailloux placés dans une eau ferrugineuse ou calcaire, qui se recouvrent bientôt de rouille ou de carbonate de chaux.

La précipitation de l'or en dissolution n'est pas non plus difficile à concevoir, et il n'est pas nécessaire de démontrer la présence de matières organiques réductrices (dont il existe pourtant des exemples à Buffelsdoorn, etc.) : l'or est précipité de ses dissolutions par toute espèce d'influences, entre lesquelles on n'a que l'embarras du choix *.

Enfin, l'origine première de l'or peut être attribuée, soit à des sources chaudes tenant de l'or et de la silice en dissolution, comme celles auxquelles on attribue la formation des quartz aurifères filoniens, soit même, si l'on veut, à la destruction de filons de ce genre, mais destruction suivie ici d'une dissolution chimique, au lieu dôtre limitée à une simple préparation mécanique.

Une première objection à cette hypothèse, c'est qu'il faut supposer, à bien des reprises, pendant le laps énorme de temps où les diverses couches de la série d'Hospital-Hill ont dû se former, le retour très fréquent, dans ce bassin sédimentaire, de sulfures de fer et de chlorure d'or en dissolution, sans que l'éruption simultanée d'aucune roche éruptive (comme au Lac Supérieur, comme au Boléo) apporte un commencement d'explication è^ce phénomène.

En outre, on se représente mal cette précipitation chimique de sulfures métallifères dans les eaux violemment agitées et brassées, qui remuaient ces masses de galets. Nous sommes habitués à voir plutôt les précipités chimiques se déposer dans les eaux calmes, concentrées par évaporation.

Enfin, la localisation de l'or dans les couches à gros galets n'est qu'incomplètement expliquée.

La troisième théorie, qui présente des côtés séduisants, mais donne prise à des difficultés peut être encore plus graves, consiste à admettre que la venue pyriteuse aurait été postérieure au dépôt des lits de sable et galets stratifiés et que nous aurions affaire là à un dépôt filonien hydrothermal profond d'un type spécial, où les eaux métallisantes, au lieu de circuler, comme d'habitude, dans les fissures du terrain, se seraient insinuées dans les interstices des galets ainsi qu'à travers un filtre, en précipitant des sels à leur surface ; il se serait passé là

* On peut considérer, comme venant à l'appui de cette idée, un fait sur lequel le docteur Koch (in Schmeisser. loc. cit., p. 50) a beaucoup insisté et qui lésulte de ses observations microscopiques ; c'est que l'or libre des conglomérats n'est pas de Tor charrié, mais de l'or cristallisé par phénomène secondaire, après avoir été en dissolution.

quelque chose d'analogue en plus grand à ce que Ton admet pour le gîte de cinabre d'AImaden, où le sulfure de mercure, accompagné de silice, d'hydrocarbure et d'un peu de sulfure de fer, paraît avoir imprégné des bancs de grès poreux dans toute l'étendue de certaines strates. Il y aurait eu, dans des couches de sables et de galets, des sortes de grandes nappes aquiferes souterraines, contenant, à l'état de dissolutions, de la silice, du sulfure de fer et du chlorure d'or, qui se seraient pris en masse comme une gelée*. Autrement dit, la pyrite aurifère serait un élément de métamorphisme au même titre que les chloritoïdes ou les muscovites. De la sorte, le gîte du Witwatersrand deviendrait un simple cas particulier dans l'ensemble des formations pyriteuses aurifères de l'Afrique du Sud, que nous considérons toutes comme résultant d'une imprégnation souterraine, produite sous pression et en profondeur par des eaux métallisantes, venant d'un magma éruptif (granitique) et s'étant infiltrées, au voisinage de ce magma, dans les interstices ouverts, notamment dans les bâillements des couches schisteuses, où elles ont pris leur forme prédominante de filons-couches. On supposerait que, soit pendant l'intrusion du granité ancien, soit pendant la période du Black-Reef *, soit même ultérieurement, un grand phénomène d'émanation sulfurée aurait affecté des terrains variables, dans les diverses parties de l'Afrique du Sud.

De cette manière, on n'a besoin d'invoquer qu'une seule venue sulfureuse au lieu d'en admettre toute une série ; on rend compte de la localisation fréquente de l'or dans de petits conglomérats situés entre les quartzites et les schistes (le contact d'une couche schisteuse étant toujours propice à la circulation des eaux), et l'on explique également comment la venue aurifère est indépendante de la nature des galets, auxquels on n'attribue plus que le rôle d'un filtre mécanique, dont les éléments n'ont aucune raison pour renfermer de l'or par eux-mêmes ; la localisation de l'or dans les couches à galets résulterait alors de ce que les interstices y étaient plus largement ouverts à la pénétration

* On peut considérer un peu comme une dérivée de cette troisième théorie , l'hypothèse de M. Prister, que j'avais déjà indiquée en passant (loc. cit., p. 346), d'après laquelle l'or, séparé par précipitation mécanique dans un placer marin» aurait été redissous et aurait pénétré en descendant dans les couches inférieures, où il se serait précipité.

• Dans le Rand, ceux qui ne croient pas à la formation de placer admettent volontiers une relation de l'or avec les dykes de roches éruptives, qui, en effet, renferment parfois de la pyrite ou môme de la pyrite aurifère, comme cela peut arriver à toutes les roches basiques de ce genre. J'ai discuté (loc. cit., p. 324 et fig. 40), avec graphiques à l'appui, cette influence, qui ne me parait pas exister. Il y a toutes les chances pour que les roches éruptives rencontrées dans les mines du Rand soient postérieures à la formation de l'or. Une relation avec d'autres magmas éruptifs plus anciens reste cependant possible et viendrait à Tappui de la troisième hypothèse, développée en ce moment.

des eaux que dans les sables des quartzites ^ et, si l'on admettait un rapport (à mon avis inexact)], entre la richesse en or et les dykes de roches éruptives qui traversent les couches, ou entre la teneur et le degré de pente des couches, ces phénomènes deviendraient également très simples à comprendre '.

Enfin, cette théorie expliquerait bien les variations de teneur, que Ton observe suivant la direction des affleurements en passant d*une concession à Tautre et, au contraire, la constance relative des zones riches ou pauvres, quand on s'enfonce suivant Tinclinaison, tandis que, dans THypothëse d'un placer, il devrait plutôt y avoir constance suivant une môme ligne parallèle à la côte primitive et diminution progressive de richesse en s'éloignant de celle-ci transversalement '.

Cette hypothèse a cependant le défaut de ne pas bien faire comprendre pourquoi des couches à galets de même grosseur et identiques comme structure pkj'sique sont, à quelques mètres de distance, les unes aurifères, les autres stériles, ni pourquoi la pyrite aurifère se cantonne dans un certain nombre de bancs déterminés, au lieu de se disséminer tout autour, suivant le hasard des conditions physiques du conglomérat. Dans le cas des filons-couches, qui sont réellement des filons, les veines métallifères, obliques à la stratification et passant d'un banc à l'autre, sont toujours fréquentes. Ici nous n'en connaissons pas d'exemple*. Enfin, ce qui est plus grave encore, cette théorie ne permet pas de comprendre la présence de pyrite roulée • et ne se concilie guère avec l'aspect général des cçrains de pyrite, tels qu'ils apparaissent au microscope.

Witwatersrand* 2'' Résultats industriels. — Résumons maintenant, en quelques mots, les résultats obtenus dans le traitement industriel des gisements, qui viennent d'être décrits sommairement. Un premier

* Les apparences de stratification pyriteuse seraient alors attribuées à une infiltration du sulfure dans les délits d'un sédiment antérieur.

* On remarque, en général, que. dans les zones riches du Rand, telles que celle de la Robinson et de la Ferreira, ce n'est pas seulement un reef qui devient riche, mais tous à la fois. La théorie d'un enrichissement postérieur est celle qui explique le mieux ce fait, difficile à comprendre lorsqu'on admet des venues successives et, par suite, indépendantes l'une de l'autre : soit des apports mécaniques ; soit des sédimentations chimiques.

' n ne faut pas oublier que la direction de la côte ou du cours d'eau anciens peuvent n'avoir aucun rapport avec l'allongement du synclinal actuel.

* On ne peut considérer comme de tels filons les quelques veines de quartz blanc avec pyrite, qui forment des lentilles restreintes et presque toujours stériles au milieu des bancs de minerai.

* On pourrait, il est vrai, se demander si les galets de pyrite roulée n'auraient pas une origine distincte et indépendante de celle de la pyrite cristalline ; mais il nous semble que c'est compliquer bien inutilement les hypothèses et que les deux catégories de pyrite ont. au contraire, dans leurs gisements, un rapprochement tout À fait intime.

tableau (1) donnera les variations de la teneur en or : teneur qui passe pour très forte et qui est, au contraire, en moyenne, assez faible.

TABLBAU I, DONNANT LA TKNEDB EN OR RÉSULTANT DES IHIOYAGES PENDANT LA PÉRIODE AVRIL-SEPTEMBRE 1895

(d'aprôs les tableaux publiés par la Chambre des Mines*).

NOMS des

C0MPAGNII8

Champ d'or

Cily and Suburban . . .

Crown-Reef

Durban Roodepoort. . .

Ferreira

Geldenhuis Estate . . . .

Geldenhuis Main-Reef. .

George and May . . . .

Georges Goch

Ginsberg

Glencairn

Henry Nourse

Johannesburg Pionneer.

Jubilee

Jumpers

Lancaster

Langlaagte Estate . . .

Langlaagte Royal. . . .

Langlaagte United . . .

May Consolidated. . .

Metropolitan

Meyer and Charlton. . .

New Chimes

New Crœsus

New Heriot

New Rleinfontein . . . .

New Primrose

New Rietfontein

Nigel

Paarl Central

Forges Randfontein. . .

Princess Estate

Robinson

Sallsbury

Simmer and Jack. . .

Stanhope

United Main-Reef. . . .

Van Ryn

Wemmer

Wolhuter

Worcester

TENEUR

broyage

par tonne

métrique.

Amalgamation

TENEUR

aux tailings.

totale

par tonne

métrique.

Cyanuration.

broyée.

gï*.