CHAPITRE III

Minerais de fer. Fer terrestre — En grains, rare ; se rencontre en masses importantes sur la côte de l'île Disko, à Ovifak (Finlande) et au Groenland, dans les massifs basaltiques dont les nappes immenses, visibles du 690 au 76° lat. N., disparaissent

sous le glacier continental. Au moyen d'une dissolution de sulfate de cuivre, on en signale, au microscope, l'existence dans beaucoup de basaltes. Ce fer contient ordinairement du nickel.

Le fer cristallise dans le système cubique, se clive suivant les faces d'un octaèdre régulier a1.

Densité : 7 à 7,8. Dureté : i,5 à 5.

Fer météorique. — On sait que les météorites se rattachent aux bolides; que, échappées des espaces intercosmiques, elles tombent quelquefois sur la terre, tantôt en masses qui peuvent atteindre quelques centaines de kilos, tantôt en poussières presque imper* ceptibles. Les météorites composées de fer métallique contiennent en réalité jusqu'à 20 0/0 de nickel. Les bornes de cet ouvrage ne nous permettent pas de nous étendre sur ce sujet si intéressant sant, qui sort des études de la pétrographie proprement dite. Loelingite (leucopyrite) (FeAs*). — Orthorhombique. mm = 112027'; e%e*z=. i35m<)'. Densité : 7 à 7,2; dureté : 5 à 5,5.

Éclat métallique ; couleur d'un blanc d'argent; poussière noire. Au chalumeau, difûcilement fusible en globule magnétique. Donne les caractères de i arsenic et du fer. Mispickel [Fe (As,S)cj. —Orthorhombique.

mm — 11 2-47'; aâa* = t2o*38' en avant; elel := $g*5& ; e*e*rz t46°.

Groupements suivant a«. Clhages mm. Éclat métallique. Couleur blanc d'argent à gris d'acier ; poussière noire. Dans le tube fermé, donne sublimé de sulfure d'arsenic, puis un anneau métallique soluble dans l'acide azotique; jiccompagne les minerais de plomb, de cuivre, d'étain, la blende.

Pyrite. — Cubique; première forme de bisulfure de fer (Fe S*). Contient quelquefois de l'or, de l'argent , des traces d'arsenic; dans quelques variétés, on a signalé du thallium. Formes dominantes :

(dodécaèdres pentagonaux (fig. 188) et solides à 24 faces appartenant à la parabémiédrie cubique). On y rencontre aussi des tra-

pézoèdres, des octotrièdres et le dodécaèdre rhomboïdal, formes que la parabémiédrie n'affecte pas.

Les faces adjacentes du cube sont souvent marquées de stries parallèles dans trois directions rectangulaires; on retrouve ces stries quelquefois sur les faces du dodécaèdre pentagonal.

Thermoélectricité. — Les cristaux se partagent en deux groupes, les uns positifs, les autres négatifs par écbaufTement.

Dureté : 6,5. Densité : 4,9 à 5,2. Éclat métallique. Couleurs : jaune de laiton, jaune d'or, rarement irisé. Poussière d'un brun noirâtre.

Dans le tube fermé, elle donne du soufre. Altérée en limonite, en oligiste, qui gardent leurs formes. Marcasite (deuxième forme de FeS2). — Ortborbombique.

mm := io5° 5; alal rr; 116*20' en avant ; elel = toi°58' latéral.

Formes dominantes : p, m, el, e* (fig. 1 89) montrant le prisme ?/i et le dôme e* ; el9 a1, octaèdres rectangulaires; ?w, e3, prisme avec dôme.

Groupements : i° régulier, en verticale, autour d'un axe parallèle à mm (fig. 190) représentant cinq cristaux qui ne laissent voir extérieurement que les dômes e1, e\ Les prismes s'associent par leurs faces m; les angles aigus des cinq cristaux donnant pour somme 375°, le cinquième remplit comme il peut la différence entre 36o et 3oo que les quatre autres lui laissent.

i° Irréguliers. Les cristaux se présentent, tantôt suivant les rayons des sections droites de sortes de cylindres, tantôt autour d'un ou de plusieurs centres, formant des sortes de nodules, qui ressemblent parfois à des fruits pyritisés.

Souvent altéré, le sulfure passe à l'état de sulfate, puis de limonite.

Densité : 4,65 à 4,8. Dureté : 6 à 6,5. Éclat métallique ; jaune de bronze pâle, rarement d'un jaune de laiton vif, souvent d'un jaune livide, parfois légèrement verdâtre. Poussière d'un noir ▼erdâtre.

Pyrrhotine (pyrite magnétique) (Fe^S^1). — n = 6, 7 ou 1 1 .

Formes : prisme hexagonal pm ; p*1 — 134°53*. Clivage p. Densité : 4,4 à 4v . Dureté : 4- Éclat métallique. Couleur jaune de bronze, tendant au rouge. Poussière noir grisâtre.

Les cristaux ont le magnétisme polaire. Dans l'ellipsoïde isotherme de rotation, les grands axes sont horizontaux. L'acide chlorhydrique en dégage de l'hydrogène sulfuré.

Trollite (FeS). — Mêmes caractères que la pyrrhotine. Broyée avec du bisulfate de potasse en cristaux, elle dégage de l'hydrogène sulfuré.

Berthiérite TeS+Sb'S»). —En prismes allongés, en masses à clivage longitudinal, plus ou moins distinct. Dureté : 2,5; densité : 4 à 4,3. Éclat métallique; couleur d'un gris brunâtre. Fusible au chalumeau. Dans le tube bouché, donne un sublimé de sulfure d antimoine et, avec l'acide chlorhydrique, de l'hydrogène sulfuré.

Magnétite (Fe'O'inFeOFe'O51). — C'est le type métillique du groupe des spinelles (fer, 72 0/0).

Formes octaèdres réguliers a1 ; dodécaèdre rhomboîdal ôl à faces souvent striées suivant leurs grandes diagonales^fig. 191 ). Macles avec hémilropie suivant le plan a» (octaèdres transposés) ; clivages difficiles a* . Fi&- m-

Densité: 4>9 a 5,2. Dureté : 6 à 6,5." Couleur noire de velours.

Éclat plus ou moins métallique. Poussière d'un noir pur. Agit fortement sur le barreau aimanté. Variétés laminaires, grenues, terreuses; celles-ci surtout, lorsqu'elles sont mêlées de parties brunâtres, terreuses, ont quelquefois des propriétés magnétopolaires d'une grande intensité.

Difficilement fusible au chalumeau, soluble lentement dans l'acide chlorhydrique concentré bouillant. L'on rencontre dans beaucoup de roches, surtout dans les basaltiques, des cristaux de magnétite, qui, dans les sections minces observées au microscope, ont pour caractères d'être opaques et de se présenter en espèces de chapelets, de groupes arborescents, de masses à contours rectilignes scalari formes, où l'on retrouve les côtés des sections quadratique, hexagonale, etc., des cristaux qui les forment.

A la magnétite se rattachent certains fers titanes (isérine, par exemple); on les observe en octaèdres ou en grains anguleux dans un grand nombre de roches volcaniques, pesant environ 5, à cassure conchoïdale et contenant des proportions variables d'acide titanique, jusqu'à ia o/o, et, dans certaines variétés, 16 o/o, d'après Cordier.

Magnésioferrite [(Mg, Fe)OFe,Os]. — En octaèdres réguliers noirs, du Vésuve, à densité 4,65.

Jacobsite (de Damour). — Agrégats grenus où Ton observe des faces de l'octaèdre régulier contenant 68, q5 oxyde de ter, 4,at sesquioxyde de manganèse, 20,57 oxydule de manganèse, 6,4 1 magnésie [(Mn, Mg)0(Fe,Mn*)03J. Densité : 4,75.

Prancklinite [(Fe, Mn, Zn) OFeK)']. — Très beaux octaèdres réguliers, noirs, éclav tants. Densité : 5,5; dureté : 6 à 6,5. >/ Dysluite [(Zn, Mn)0 (Al*, Fe')0']. — / pjj Densité : 4,55.

^^^" Oligista (Fe»Os) (fer 70 0/0). — Iso-

F'g la- morphe du corindon et de Cr'O*. Formes

rhomboédriques /?p — 86°io'; pal = i22°3o\ Faces dominantes : p, a* ou a 7/3, e3, cristaux de l'ile d'Elbe

(ûg. 192) ; p, a1, e21 d1, cristaux de Framont; p, a\ etc. (fig. 193), cristaux du Vésuve.

La base est souvent marquée de __

stries qui se coupent sous des

angles de 6o°. Macles parallèles à ^vg^^j a1 et a p.

r Fig. 193.

Variétés : bacillaires, fibreuses, lamellaires, écailleuses, grenues , compactes, terreuses (ocre ronge), pisolithiques, oolithiques. Densité : 5,3 ; dureté : 6. Clivage a1 rare, parfois p.

Propriétés thermiques. — L'ellipsoïde isotherme de révolution a son petit axe vertical .•Les ixes horizontaux valent t,i, b vertical étant pris pour unité.

Éclat vif, métallique; irisations superficielles, brillantes dans les cristaux de l'Ile d'Elbe. Poussière rouge, d'un rouge violacé dans les cristaux bien frais.

Souvent l'oligiste remplace d'autres matières, dont il conserve les formes, la pyrite, par exemple, la magnétite (martite, cristaux à forme de magnétite, à poussière rouge) et même des coquilles ; il est quelquefois lui-même altéré en limonite.

Au chalumeau, sur le charbon, il se transforme au feu de réduction en FeaO*; il donne les caractères du fer. Soluble en poudre fine dans l'acide chlorhydrique concentré, bouillant.

llménite [(Fe, Ti)fO*] (fer titane). — Isomorphe de l'oligiste, Les proportions de fer et de titane sont très variables et ont fait donner des noms divers aux mélanges. Dans l'ilménite, on observe un rhomboèdre pp r= 86°, des faces e\ la base a1 et Tisocéloèdre e, réduit par hémiédrie à la moitié de ses faces sous la forme d'une double pyramide trigonale t. Clivages a', moins nets p.

Variétés : agrégats grenus et écailleux ou grains cristallins, quelquefois en sable (ménacanitej.

Dureté : 5 à 6; densité : 4,58 à .6,2. Éclat métallique. Couleur d'un noir de fer tendant au brun. Poussière d'un noir ou d'un rouge brunâtres.

Goethite (Fe'O'jH'O). — Cristaux très petits, brunâtres, orlhorhombiques. mmzz 94°63'; b */* b '/Szz i26°i8'sur a1. Clivage gx. Plan des axes optiques p; bissectrice aiguë positive normale à g1.

Densité : 3,8 à 4,* ; dureté : 5 à 5,5. Éclat vif; couleur brune; poussière jaune brun.

Limonite {hématite brune) (Fe'O'^H'O) (60 0/0 de fer). —Terreuse, fibreuse, compacte, pisolithique, col Unique, empruntant quelquefois les formes de la pyrite, deToligiste, du calcaire, de la blende, du quartz, souvent concrétionnée en mamelons stalactitiques. Opaque. Densité : 3,6 à 4- Dureté : 5.

Couleur parfois noire superficiellement ; quelquefois irisée à la surface; poussière jaune caractéristique.

Propriétés theimiques. — Les variétés Gbreuses sont assez intéressantes ; elles sont en réalité cristallisées ; elles ne contiennent pas généralement autant d'eau que les terreuses.

On obtient sur une plaque parallèle aux fibres des ellipses dont le grand axe oscille autour de i,3, rapport beaucoup plus grand que pour loligiste ; ce rapport n'a pas encore pu être déterminé dans la goethite; mais, dans ces variétés fibreuses, à coloration dépoussière se rapprochant tantôt du rouge et tantôt du jaune, le grand axe vaut de 1 , 1 7 à i ,3, parallèlement aux fibres, le perpendiculaire étant pris pour unité. Aussi croyons-nous que les variétés fibreuses rouges sont des limonites fibreuses, plus ou moins voisines de la goethite et plus ou moins déshydratées.

Sidérose [CaCO* ou CaOCO*) (fer spathique, contenant fer 48 0/0). — Isomorphe du calcaire; rhomboédrique. pp = 1070; forme dominante p ; formes plus ou moins fréquentes ez, b\ e\ d%. Clivage p. Groupements : au travers des rhomboèdres primitifs, on aperçoit souvent des lamelles hémitropes parallèles à 6*, comme dans le calcaire. Masses laminaires; parfois en nodules terreux, contenant des fossiles ; variété oolithique aux environs de Paris.

Densité : 3,83 à 3,88. Dureté : 3,5.

Axe optique négatif.

Couleurs jaunâtre, presque incolore, à éclat vif, brun jaunâtre.

devenant souvent de plus en plus noir à l'air. Poussière d'un blanc jaunâtre.

Ellipsoïde isotherme de rotation à grands axes horizontaux. Au chalumeau, décrépite, noircit, devient magnétique, ne fait effervescence dans les acides qu'avec l'aide d'une douce chaleur. Beaucoup de variétés contiennent de la magnésie, de la chaux et souvent du manganèse, ce qui explique le dégagement de chlore qui se produit, lorsqu'on les dissout dans l'acide chlorhydrique (voyez aux carbonates de magnésie).

Variétés : sphérosidérite. Concrétions ou rognons de sidérose, à structure fibreuse, jaune ou jaune rougeàtre des basaltes et dolentes; variétés terreuses, en rognons à cassure plate, renfermant des restes de sauriens et de poissons (carbonate iithoïde des houillères) ; oolithique qu'on retrouve jusque dans les argiles d'Issy- Paris.

Vivianite (3FeO, PfO* + 8aq). — Système monoclinique. mm = io8°io'; pA1 = io4°i8'; pe* = i45°53'; Wm adj = t34°i6\ — Formes dominantes : m, A', glt pe\ 61/-, A1. Clivages 01 parfait. Densité : 2,72. Dureté : 2.

Plan des axes perpendiculaire à g1; bissectrice aiguë ng fait un angle de 28V)' avec l'arête A1*?1. Indice de réfraction : 1,592 pour la raie D. Transparente, la vivianite, presque incolore dans les filons, bleuit de plus en plus à l'air. Poussière bleu pâle très dichroîque ; la masse est bleue et verte. Variétés terreuses (cendres bleues).

On rencontre quelquefois la vivianite dans les cavités géodiques des coquilles, ou colorant des dents fossiles d'éléphant.

Elle fond facilement au chalumeau en s'exfoliant et perdant de l'eau ; caractères du fer. Soluble dans les acides. Pharmacosidérite (4Fe,083As,05,i5»aq).— En cubes affectés de

l'antihémiédrie p,-af, montrant la double réfraction, pyro-électriques (pseudo-cubiques pour Mallard). Densité : 2,9 à 3. Dureté : 2,5. Clivage p imparfait. D'un vert pistache, d'un jaune de miel ou brun.

Fusible au chalumeau en scories; donnant les réactions de l'arsenic et du fer. Soluble dans les acides.

Scorodîte (Fe1AsîO' + 4 aq ou Fe'O'As'O* + 4aq). — Clinorhombique. mm = 9W'9 bWbWzz: ti4°4<>' en avant; WW* = io2°52' de côté; g*g* = 59°56' clivables suivant h1. Densité : 3,85; dureté : 3,5.

Vert poireau, noir verdàtre, bleuâtre, brunâtre. Soluble dans l'acide chlorhydrique en liqueur brune qui ne précipite pas par la solution d'or, décomposable par la solution de potasse, fusible au chalumeau.

Reproduite par MM. Léon Bourgeois et Verneuil.

Parmi les phosphates ou arséniates de fer, nous ne pouvons que mentionner : strengite (Fe'O'PV + aq) ; densité : 2,87; béra»jiite (3Fe*03*P'06 + 8 aq - ; dufrénite {kraurUe) (aFe*0»P"(y + 3 aq) ; kakoxène (sFe'O'P'O8 + 1 2 aq) ; arséniosidérite (3CaO ; 3FeO', 2Asf0B 4- 6 aq), en fibres d'un jaune orangé à densité d'environ 3,85, à dureté i à 2.

Parmi les nombreux sulfates de fer, tous d'ailleurs assez rares, qu'on rencontre en concrétions, en stalactites, souvent fibreuses, en petits nodules massifs, en enduits étalés à la surface des roches, verdïltres, jaunâtres, jaunes, bruns, rougeâtre, de couleur a ma* ranthe, on peut citer :

Mélantérie 'FeOSO3, 7H20), qu'on obtient si facilement dans les laboratoires en prismes monocliniques.

jnwzr8,2°'iîi'; phl — io4°i5'; ^e1 ~ t23°45\

Combinaisons observées p, my g1, o\ e1, d1/*. Clivage p parfait. Dispersion inclinée. Bissectrice aiguë positive faisant 6o°55' avec c. Indice do réfraction moyen : i, J70 pour la raie D. Densité : environ i,85; dureté : 2. La solubilité dans l'eau de cette matière fait qu'on ne la rencontre guère qu'en stalactites ou en enduits fibreux.

Gisements. — Le fer est une «les matières les plus abondamment répandues à la surface ou dans l'intérieur du globe. 11 entre sans doute à l'état libre en grande quantité dans la composition

d'une nappe *>uterraine au-dessous des silicates ferrugineux, pyroxèoes et péridots, qui amènent encore au jour les roches volcaniques.

La densité moyenne des laves ne dépasse 3 que dans les plus riches en péridot, et, au contraire, la densité moyenne du globe est de 5,56, d'après les observations de MM. Cornu et Baille.

Dans les terrains cristallisés ou primitifs, le fer oxydulé remplace quelquefois le mica, par exemple, dans les granités de fer de Dannemora; il constitue en Scandinavie, seul ou associé à l'amphibole, qui entraîne avec elle tout un cortège de silicates, grenats, épidot, paranthine, etc., des amas ou des couches dites fahlbandes au milieu des gneiss et des schistes chloriteux ou amphiboliques, surtout au voisinage des granités, comme à Uto, Arendal, Gellivara, Bastnaès (avec cérite et gadolinite). Les amas s'alignent bout à bout en chapelets de plusieurs kilomètres de longueur, certains d'entre eux apparaissant comme des montagnes divisées en zones alternativement riches et stériles par les gneiss qui les renferment : c'est ce qu'on voit, au Taberg où la magnétite

et l'amphibole forment une protubérance au milieu des gneiss. L'oligiste et la magnétite forment ensemble des couches puissantes intercalées dans les schistes cristallins de l'Amérique du Nord (bords du lac Ghamplain, État de New- York, etc.). Des gisements analogues s'observent en France, à Combenègre, prés Villefranche { Aveyron ; dans l'Oural, au milieu des schistes chloriteux, par exemple aux environs de Nischne-Turinsk.

Plus tard, le fer a fourni leur élément métallique à l'oligiste et aux pyrites accompagnés d'oxydes de titane dans les roches cumbriennes appelées Uabirite.s au Brésil, dans la province de Minas- Geraes. On peut en rapprocher ces alignements de cristaux de magnétite si fréquents au milieu des ardoises de Deville (Ar-

dennes .

Le fer oxydulé se rassemble encore en masses dans la serpentine, à Cogne, à Traverselie (val d'Aoste); dans ces gisements, le fer est souvent combiné au chrome, et c'est à l'état de fer chromé

qu'on le rencontre en amas ou en gros nodules dans la serpentine de l'Oural, de l'Ecosse, de la Nouvelle-Calédonie, en France, sur les bords de la rade de Cavelaire, quartier des Quarrades (Var), etc.

A l'ile d'Elbe, il se relie aussi aux serpentines de la partie orientale de l'ile, et il remplit avec le quartz un puissant filon, près Rio, entre les couches schisteuses relevées sur le flanc de la montagne serpentineuse Sainte-Catherine; au mont Cal ami ta, il se dresse sous des couches éocènes relevées, composées les unes de calcaires devenus cristallins et injectés de liévrite et d'amphibole, les autres d'argiles devenues schisteuses.

A Ranciè, près Vicdessos (Ariège), les oxydes de fer mêlés quelquefois d'oxydes de manganèse et de carbonates imprègnent, au point d'en faire un minerai, une des couches du terrain jurassique inférieur, formé aussi de calcaires cristallins et d'argiles schisteuses, redressées verticalement.

Les minerais de fer abondent dans le Hartz en veines discontinues dirigées suivant les plans de clivage et de contact des schistes de transition et des amphibolites. A Framont, dans les Vosges, un amas d'oligiste s'est logé entre deux des couches alternes de schistes et de calcaires, presque verticales, contre lesquelles se dresse une masse de porphyre. C'est à l'état de carbonate à lamelles grandes (maillât) ou plus petites (rives) que le fer, ayant pour gangues du quartz, de la dolomie et autres carbonates de chaux, de magnésie et de fer, escorté de pvrites, de blende, souvent de fragments du toit, remplit les filons intercalés dans les grès triasiqueset les schistes cristallisés d'AUevard (Isère). Les filons du pays de Mûsen ont aussi du fer spathique pour minerai essentiel. Le fer spathique se présente aussi en amas ou en filons, dans la Styrie (masse de l'Erzberg), dans les Basses- Pyrénées, à Baigorry, dans les calcaires du zechstein, en Thuringe.

On ne pourrait dans un ouvrage aussi élémentaire énumérer les filons de pyrites, d'oxydes ou de carbonate de fer de l' Allemagne et des autres contrées.

Nous nous contenterons de citer, comme (fcrnier exemple de

Ileiiilrilc» <<r uni

minerai de fer produit par des éruptions directes, l'oligiste auquel donne lieu l'action de la vapeur d'eau sur le chlorure de fer qui se dégage des volcans.

On trouve du fer colorant les roches en rouge, en jaune, en vert, ou même en noir, dans tous les terrains de sédiment proprement dits. Combiné au soufre dans les pyrites que renferment souvent les ardoises d'Angers, de Lourdes (Pyrénées), il colore le grès rouge du dévonien de l'Ecosse, de PEifel {vieux grès rouge)*. Dans le terrain houiller, du carhonate de fer terreux en nodules ovoïdes renfermant des restes de sauriens constitue quelquefois presque des lits. Des oxydes de fer donnent aussi leur coloration au nouveau grès rouge du permien, au grès vosgien, aux grès bigarrés, aux argiles irisées du trias; le muschelkalk renferme quelquefois aussi des lits de limonite. Les dénominations d'oolithe ferrugineuse, de craie glauconieuse, de calcaire grossier glauconieux, montrent le rôle du fer dans les sédiments secondaires et tertiaires. On a donné le nom de formation sidérolithique à ces amas éocènes de limonite pisolithique (bohnerz) répandus dans les poches du calcaire jurassique du val de Délémont, et qu'on retrouve dans la Franche-Comté, en Bourgogne, dans la. Nièvra, le Berri, etc.