VEINES MINÉRALES

Opinion de Werner, d'après kquelle les veines minérales seraient des Assures remplies d'en bas. — Veines de sé(f régalien. — Veines métallifères ordinairos, ou nions. — Leur coïncidence fréquente avec des failles. — Preuves qu'elles ont pris naissance par des Assures traversant des roches solides. — Veines croisant d'autres veines. — Leurs parois poKes, ou slicken-sldes. — Coquilles et galets au sein des Alons. — Preuves d'élargissements successif» et de réouvertures des veines. — Observations de Fournet, en Auvergne. — Dimensions des veines. — Pourquoi le renflement et le rétrécissement alternatifs de certaines d'entre elles ? ~ Remplissage des filons par sublimation venant d'en bas. — Action chimique et électrique. — Age relatif des métaux précieux. — Filons de cuivre et de plomb en Irlande, plus anciens que l'élain du Cornouailles. — Filon de plomb dans le Lias, en Glamorgan. — Or en Russie, Californie et Australie. — Connexion entre les sources chaudes et les veines minérales. — Conclusion.

Le mode de distribution des substances métalliques au travers de la croûte terrestre, et, plus spécialement, le phénomène de ces masses presque verticales et tabulaires de minerai, appelées veines minérales, qui fournissent la majeure partie des métaux utiles à Fliomme, ce sont là des sujets d'une très haute importance pratique et d'un intérêt capital au point de vue de la théorie.

Les idées que l'on avait adoptées d'abord sur les veines métallifères ont subi des modifications, ou plutôt ont éprouvé une révolution presque complète à partir du milieu du siècle dernier, époque où Werner, directeur de l'École des Mines de Freyberg en Saxe, le premier essaya de généraliser les faits jusqu'alors connus. Ce savant enseigna que les veines minérales ont été des fissures originellement béantes, plus tard graduellement envahies par des matières cristallines et métalliques ; que grand nombre d'entre elles, après avoir été une première fois remplies, se sont ensuite de nouveau élar-

Co. XXXVIUO HYPOTHÈSES SUR LEUR ORIGINE. A75

gies et ouvertes. Il fit ressortir aussi cette circonstance particulière, que les veines ne se rapportent pas toutes à une seule et même période, mais sont d'âges géologiques différents.

Ces opinions, dont il existait déjà quelques germes dans des ouvrages plus anciens, n'avaient cependant pas encore été généralement adoptées ; du moment qu'elles furent émises par une autorité aussi puissante et d'une expérience si consommée, elles firent époque en géologie. Néanmoins j'ai démontré, en traçant avec détail dans un autre livre l'histoire et les progrès de la géologie, que Werner avait été depuis longtemps devancé par d'autres géologues, pour sa théorie des roches volcaniques, et qu'il fut de beaucoup en retard sur son contemporain Hutton quant aux spéculations sur l'origine du granit (1). Suivant Werner, les formations plutoniques, ainsi que les schistes cristallins, auraieitt été des substances précipitées d'un fluide chaotique, à l'époque de certaines conditions premières ou naissantes de la planète; les métaux, par suite, étant étroitement liés avec les formations précédentes, auraient pai'tagé cette origine mystérieuse. D'apiès le même auteur, les roches trappéennes seraient résultées de dép()ts aqueux, et les dykes de porphyre, degreenstone et de basalte indiqueraient des fentes ayant reçu d'en haut leurs matéiiaux divers. Conséquent à ces premiers principes, Werner admet que les veines minérales ont lire leurs éléments constituants d'un océan sus-jacent, plutôt que d'une source souterraine ; que ces éléments ont été d'abord dissous dans des eaux existant au-dessus, au lieu de s'élever, par la sublimation, de lacs ou de mers situées au-dessous.

Mais l'hypothèse d'un fluide primordial ou menslrve chaotique commença à perdre faveur en présence des conceptions nouvelles, et les géologues ne tardèrent pas à partager un môme avis sur les véritables rapports existants entre les roches volcaniques et trappéennes ; on comprit enfin que

(1) Principes de Géolcgie^ cbap. IV.

476 TEINES MINÉRALES. [Ca. XXXTIIf.

les phénomènes des veines minérales pouvaient s'expliquer par des causes connues, celles par exemple de l'action chimique, thermale ou électrique qui s'exerce encore de nos jours dans l'intérieur de la terre. Le lecteur saisira mieujc les arguments favorables à cette conclusion lorsque nous aurons décrit et commenté les faits mis à découvert par les travaux de mines.

Sur les dlflérenles sortes de veines minérales. — Les géo-

logues connaissent tous parfaitement ces veines de quartz qui, abondantes au sein des couches hypogènes, y forment des masses lenticulaires d'une étendue limitée^ Ces veines traversent aussi quelquefois les grès et schistes. On obsei-ve des bandes semblables, composées de carbonate de chaux, au sein de roches fossilifères, surtout calcaires. Elles pai'aissent avoir été jadis des fentes, ou cavités étroites, produites comme les crevasses dans l'argile, par le retrait de la masse passant de l'état fluide à l'état solide, ou simplement baissant de température. La silice, le calcaire et parfois les métaux ont pénétré ensemble ou isolément le long de ces espaces vides, après s'être échappés de roches environnantes par exfiltration, ou, comme on dit, par ségrégation. Mêlés à l'eau ou à la vapeur, les minerais métalliques ont dû passer d'abord au travers d'une gangue pâteuse, avant d' arriver jusqu'à ces réceptacles formés par le retrait , et donner naissance à ces assemblages irréguliers de veines auxquels les Allemands donnent le nom de Stockwerks^ par allusion aux différents étages suivant lesquels, alors, on dirige les travaux de mine. Les veines les plus ordinaires, ou régulières, s'exploitent habituellement sur bandes verticales ; évidemment elles furent jadis des fissures produites par action mécanique. On les voit traverser toutes sortes de roches, hypogènes et fossilifères, et elles se prolongent, inférieurement, à des profondeurs indéfinies ou inconnues. On peut présumer qu'elles sont d'origine semblable à celle des fentes produites de temps à autre par les secousses de tremblements de terre. Les veines métallifères (jue l'on peut rapporter au même genre

eu. XXXVIII.] ELLES ONT ÉTÉ DES FISSURES. A77

d'aciioi], ont parfois quelques niillîmètres de large, mais plus communément 0",i)0 ou 1"',20 du même diamètre. Elles poursuivent leur marche d'une manière continue, suivant une certaine direction qui prévaut sur plusieurs kilomèties ou même sur des lieues de longueur, passant à travers des roches variables par leur composition minérale.

Lcaveinesmélallirèresontété des HMorcs. — DoS minOUrs

fort intelligents n'ont pu parvenir, même après une étude attentive des veines métallifères, à faire cadrer plusieurs des caractères de celles-ci avec l'hypothèse des fissures ; je commencerai donc par établir les arguments qui militent en faveur de cette hypothèse. L'un des plus convaincants peutêtre est la coïncidence d'un nombre considérable de veines minérales avec les failles^ c'est-à-dire avec ces dislocations de roches qui sont incontestablement dues à la force mécanique, comme nousT avons démontré ci-dessus (t. 1, p. 98). 11 existe, à travers presque tout district minier, des preuves d'une succession de failles par lesquelles les parois opposées de fentes aujourd'hui remplies de substances métalliques ont

FW. 710. Fie. 711,

subi des déplacements. Par exemple, supposons que aa (fig. 710) indiquent un filon d'étain du Cornouailles (on donne le nom de filon, en anglais lode^ aux veines qui contiennent des minerais métalliques). Ce filon, qui court Est et Ouest, est large de O^jOO environ, et se trouve coupé par un autre filon de cuivre, hb, de la même épaisseur.

478 VEINES MINÉRALES. [C:u XXXVlii.

La première fente aa a été remplie par divers matériaux ^en partie d'origine chimique, tels que quartz, spath fluor, peroxyde d'étain, sulfure de cuivre, pyrite arsenicale, bismuth et sulfure de nickel, et en partie d'origine mécanique.

Fto. 7Ii.

Coupci voi liralci d« la mine do HuoI P«crer« RedruLh. CornooBiUes.

comme argile et fragments angulaires ou débris des roches coupées. Le quartz et le minerai sont, en quelques placer, parallèles aux parois verticales du filon, et séparés l'un de l'autre par des bandes alternantes d'argile, ou plutôt de matière terreuse. Parfois le minerai est disséminé en petites masses le long de la gangue du filon.

Il est clair qu'après l'introduction graduelle de l'étain et des autres substances, la seconde fente bh s'est ouverte par une deuxième fracture accompagnée d'un déplacement des roches le long du plan bh. Cette nouvelle solution de continuité s'est remplie de minéraux dont quelques-uns ressemblent à ceux de aa^ par exemple de spath fluor (fluorure de calcium) et de quartz; d'autres sont différents : le cuivre devient abondant, l'étain au contraire diminue, ou même ne s'y trouve plus qu'extrêmement rare.

Qu'une secousse de tremblement de terre vienne maintetenant agiter ce gisenient, brisant et poussant pêle-mOle tous les débris le long de la ligne ce (fig. 711) : la fente, ne présentant que 0'",15 de large, se remplira seulement d'argile dérivée probablement de la friction des parois, ou résultant peut-être aussi d'une infiltration venue d'en

en. XXX \ m.] TEINES MÊTALtIPÈRES, OU FILONS. 470

haut. Ce nouveau mouvement soulèvera la roche de manière à interrompre la continuité du filon de cuivre M, et, en même temps, à faire glisser latéralement, suivant la même direction, une portion du filon d'étain qui n'avait point été d'abord brisée.

On voit, par la figure 712, qu'une quatrième fente rfrf, également remplie d'argile, a traversé la veine mince d'étain aa^ et l'a haussée légèrement vers le Sud. Les divers changements que représentent ces trois figures ne sont point purement imaginaires, ils existent de fait dans une coupe fournie par des travaux depuis longtemps abandonnés d'une ancienne mine du Gornouailles, appelée Huel Peever, paroisse de Redruth ; cette coupe a été décrite par M. Wil* liams et M. Carne (1) . Le mouvement principal dont il est ici question, ou celui de ce (fig. 712), s'étend sur une longueur qui n'a pas moins de 24 mètres ; mais, pour ce cas comme pour les trois autres, les traits géographiques de la contrée située au-dessus, rf, c, 6, ^, etc. , n'ont été affectés par aucune des dislocations, ainsi que le démontre la puissante dénudation qui a raviné le sol postérieurement aux failles (voy. ifi-dessus, t. I, p. 110). On admet vulgairement dans le Cornouaillcs qu'il existe en cette contrée huit systèmes distincts de filons, appartenant à autant de motivements ou fractures successives ; et les mineurs des montagnes du Hartz parlent aussi de huit systèmes de filons correspondant à autant de périodes différentes.

Outre les preuves qu'elles fournissent de l'action mécanique, ainsi que nous l'avons déjà établi, les parois opposées des filons sont souvent polies et comme vernies ; fréquemment aussi on les voit striées et traversées de sillons et de saillies parallèles telles qu'en produirait un frottement continu sur des surfaces d'inc'îgale dureté. De telles faces polies ressemblent au plan d'une roche sur laquelle un glacier au-

(I) Ge^l. Trans,y vol. IV, p. i39. — Tram. Uoy, GeoU Society, Cornwallt vol. n, p. 90.

&80 VEINES MINÉRALES. (Cl. XXXVIU.

rait progressé (voy. fig. 109, t. II, p. 206) ; elles sont communes môme dans les cas où il n'y a pas eu de glissement^ et on les rencontre également dans les fentes non métallifères. Les mineurs anglais les appellent slicken-sides^ d'après les mots allemands Schlichten^ qui veut dire plan, etSeite^ côté. On admet que les lignes de stries indiquent la direction suivant laquelle s'est opéré le mouvement de la roche. Par Teffet d'un faible ti*emblement de terre survenu au Chili vers Tannée 1840, et qui m'a été décrit par un témoin oculaire, les murs de brique d'un édifice se fendirent verticalement en plusieurs endroits, et éprouvèrent un mouvement vibratoire pendant pinceurs minutes pour chaque secousse ; après la cessation du tremblement, les murs ne montrèrent aucune trace d'altération, ou du moins aucune ouverture, bien que chaque ligne de crevasse restât encore visible. Lorsque le mouvement se fut apaisé, on remarqua sur le plancher de l'habitation, au bas de chaque fente, de petits amas de fine poussière de brique qui, évidemment, avait été produite paila trituration.

Dans certaines veines plombifères du calcaire de montagne du Derbyshire, la gangue, qui est presque compacte, sie trouve parfois traversée par ce qu'on appelle une fêlure {crack) verticale passant au-dessous du milieu de la veine. Les deux faces en contact sont des slicken-sides parfaitement polis et cannelés, quelquefois recouverts d'une mince enveloppe de minerai de plomb. Si l'on enlève un côté de la gangue, l'autre côté se fend, surtout quand on a pris soin de pratiquer de petits trous, et dès lors des fragments se détachent avec fracas, continuant à tomber ainsi pendant des jours entiers. Le mineur est familiarisé avec ces sortes de circonstances, et il en tire profit : il creuse, à l'aide de sa pique, de petits trous à distance de 0",16 chacun, profonds de 0",12, et, à son retour après quelques heures, il trouve le tout près de tomber, même au simple toucher (I).

(1) Conyb. and Phil., Ccol , p. 401 ; et Forey, Derbyshire, p. 248. '

C«.XXXVni.] TEINES MÉTAUlFÈUËS, Ôt riLONS. A8l

Ces phénomènes et leurs causes (qui se lient probablement à l'action électrique) ne me paraissent pas avoir attiré toute l'attention qu'ils méritent.

La communication primitive d'un grand nombre de filons avec la surface d'une contrée ou d'un ancien lit de mer est constatée par l'existence, au sein de ces filons, de cailloux parfaitement arrondis ressemblant à ceux des alluviums su-* perficiels; on observe des exemples de ce genre en Auvergne et en Saxe. La Bohème a fourni également des cailloux semblables, à la profondeur de 330 mètres. Dans le Comouailles^ M* Came cite de vrais galets de quartz et de schiste au milieu d'un filon d'étain de la mine Relistran, à plus de 180 mètres au-dessous du sol ; ils sont cimentés par de l'oxyde d'étain et du bisulfure de cuivre, et occupent une surface de plus de 3 mètres de long sur autant de large (1). On y a découvert aussi des coquilles marines fossiles, à de grandes profondeurs ; leur enfouissement date sans doute d'anciens tremblements sous-marins. M. Virlet aflirme qu'on a trouvé une gryphée dans une mine de plomb des environs de Semur, en France; un madrépore a été signalé au milieu d'un filon compacte de cinabre en Hongrie (2).

Lorsque diiférents groupes ou systèmes de veines parcourent un pays déterminé, ceux que Ton suppose de même âge, et qui sont remplis de matériaux identiques, conservent souvent un parallélisme général de direction. Par exemple, les filons d'étain et de cuivre, dans le Cornouailles, courent à peu près Est et Ouest, tandis que cem de plomb sont alignés Nord et Sud ; mais aucune loi générale àe direction n'est applicable à des districts miniers diSérents. Le parallélisme est un autre motif pour faire regarder les filons comme des fentes ordinaires ; en effet, les dykes trappéens, qui, pour tous les géologues, rappellent d'anciennes masses fondues ayant rempli des fentes, sont souvent parallèles

(1} Caruo, Trans, ofGeol.Soc.Cornwali^ vol. Uf, p. 238. (S) Fournel, Étuiet sur les dépôts mélalUfères*