PAR

M. Jules GARNIER

Chargé d’une étude du nouveau district minier de Sudbury, au Canada, j'ai recueilli une série de notes qui me paraissent intéressantes, vu l’avenir probable réservé à ce district. Au point de vue géologique, j'emprunterai de précieux documents à la notice que vient de publier à ce sujet le docteur R. Bell, directeur adjoint du Geological Survey of Canada, aussi bien qu’au rapport adressé au gouvernement des États-Unis, à la date du 14 octobre 1880, par deux experts délégués à cet effet.

La ville de Sudbury, qui a donné son nom au district minier, est une station du « Canadian Pacific Railway » et la carte jointe à ce mémoire a précisé sa situation au nord du lac Huron et près du lac Nipissing. Ajoutons que les gisements s'étendent sur deux divisions territoriales qu’on désigne sous le nom de « Nipissing » et « Algoma ». La ville ne compte qu’un petit nombre de maisons de bois, mais on a tracé des rues d’attente trés larges dans l'espoir d’un prompt développement des mines.

Tout le pays se compose de sites sauvages, de forêts insondées, dont six cents lieues carrées ont été incendiées par le prospecteur des mines, le chasseur ou le pionnier, qui mettent la torche où la hache va trop lentement à leur frayer la route ; l'incendie s'étend librement dans ces grands bois solitaires, les arbrisseaux et les branches sont consumés par les flammes, les troncs un peu gros sont simplement flambés, noircis, et restent debout avec une allure lugubre. Les forêts brülées étaient surtout composées de pin, mais les espèces arborescentes qui ont succédé sont de moins bonne qualité : c’est l’érable des rochers, le chène rouge, le bouleau noir. La marche est très difficile au milieu de ces fouillis de jeunes arbres, de troncs, de racines et de collines de 300 à 350 m

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de hauteur, qui sont des rocs souvent abrupts et dénudés; le pied des vallées est marécageux, avec étangs souvent dus au travail des castors. On ne rencontre que rarement des lopins de terre cultivable.

Depuis l’année 1846, le gouvernement canadien était avisé par un rapport du docteur Hunt que cette partie de la province d’Ontario était riche en mines, mais le manque de moyens d’accès et de transport retarda leur mise en exploitation. Toutefois, même après le passage des rails du Pacific Canadian Railroad, ces richesses furent peu poursuivies; un groupe étudia pourtant la question de plus près et retint une surface de 50 000 ha, suivant un axe N.-E. de 40 km et une largeur moyenne de 18 km, comme étant la limite des mines ; mais, après examen plus attentif, ce groupe conserva seulement une partie de cette immense surface, la plus riche à son avis, qui passa aux mains de la Compagnie « Canadian Copper C » au capital de 12500 000 f; cette Société accrut encore ce domaine par l’acquisition des mines du district de Creighton au nord-ouest.

Au point de vue géologique, ce district est placé dans une vaste zone de l'étage huronien et précisément dans la partie la mieux connue des géologues et la plus développée du Canada ; la partie nord de cette bande huronienne commence près de l’est du lac Supérieur, suit vers l’est le rivage de ce lac, la rivière Sainte-Marie, la rive nord du lac Huron jusqu’à la rivière Espagnole ; elle est limitée au sud par les eaux de ces lacs et des cours d’eau qui les réunissent et au nord par une bande de terrain de l'étage laurentien, elle se relève ensuite au nord-est, puis au nord, revient à l’ouest au lac Supérieur, formant une longue ceinture presque fermée et englobant une large surface elliptique de roches laurentiennes. Vers le sud-est la limite de ces deux formations s'étend par des lignes plus ou moins sinueuses jusqu’à 500 Æm environ au nord de la ville de Montréal. La longueur totale de l'axe de cette bande huronienne est de 1 000 £m. Vers le nord le terrain hurouien de l’est s'épanouit sur des espaces considérables.

De nombreuses couches de gneiss et de syénite rouge quartzeuse, souvent avec le facies iaurentien, se montrent dans ce terrain huronien : sont-ils contemporains ou plus anciens ? En tout cas, comme nous le verrons, ils sont intimement liés, avec les diorites, à la présence des minerais de nickel.

A Sudbury même les roches ci-dessus forment du N.-E. au: S.-E. une longue bande de 50 km environ de longueur. Le gneiss

et la syénite quartzeuse, ainsi disséminés dans le district de Sudbury, passent de l’un à l’autre d’une telle façon qu'on ne saurait exactement les tracer sur une carte ; il sont souvent brisés en masses arrondies plus ou moins volumineuses, mais cimentées par une brèche à pâte dioritique.

À Sudbury le huronien est surtout la syénite rouge quartzeuse en large bande venant de l’ouest; cette roche est très régulière de caractère sur plusieurs milliers de lieues carrées, sauf le passage accidentel à la syénite rouge sans quartz ou au gneiss ordinaire.

Le district de Sudbury présente de remarquables exemples de métamorphisme et des spécimens curieux de roches cristallines ; on y rencontre notamment : « des grauwackes et quartzites, diverses variétés de diorites, des schistes avec hornblende, des micaschistes, des diahases, des grès argileux, le tout accompagné de brèches volcaniques, sans compter les gneiss et syénites quartzeuses (1) ».

Des bandes de dolomite compacte, de couleur brune ou blanchàtre, se présentent souvent dans les quartzites et les srauwackes.

Parmi les formations relativement plus récentes, on remarque une bande de brèche nacrée volcanique de plusieurs milliers de pieds d'épaisseur, qui court au nord-est, dans le sud-ouest de Sudbury (depuis Vermillion Lake). Cette roche compacte, siliceuse, de cassure conchoïde, formée de fragments angulaires, assez petits, très rapprochés, bigarrés par des parties blanches angulaires, qui ne sont elles-mémes que des fragments de pierres ponces ayant bien conservé leur structure, mais remplacés par de la silice : cette bande, résistante aux actions atmosphériques, donne à la contrée où elle fait saillie un cachet de stérilité et de sauvagerie bien remarquable.

Les roches supérieures de cet étage, et celles qui se montrent au centre, sont des grès argileux gris, séparés par des strates schisteuses et ardoisières, et, enfin, à la partie supérieure des ardoises nacrées: cette dernière formation rappelle ce qui se passe en Nouvelle-Calédonie où les serpentines à nickel, cobalt, chrome et fer, passent en s’élevant à des schistes et roches analogues à celles que nous venons de décrire. Dans la partie inférieure de la « Spanish river » cette ressemblance me parait la plus complète.

(1) Buil, of the geological Society of America. D: Rob. Bell.

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À Sudbury tout le système Auronien est traversé par des dykes souvent larges et de grande longr ar, d’une diabase grossierement cristalline, dont j'ai trouvé aussi des analogues à la Nouvelle- Calédonie et qui présente ce caractère particulier de se décomposer à la longue à la surface, formant des bancs à couches concentriques.

Quant aux gites de pyritesnickélifères, ils présentent encore une très grande analogie avec ceux de la Scandinavie et du Piémont ; bien plus les fiords ae la Scandinavie sont ici représentés par les lacs et les cours d'eau qui les rejoignent, pendant que dans le Piémont, au voisinage des gites placés sur des montagnes élevées, se trouvent des vallées extérieurement profondes, souvent très resserrées néanmoins (près de Varallo, dans le Valsesia). Les géologues américains attribuent à leurs lacs une origine glaciaire ; comme iis sont formés dans les roches gneissiques du huronien dont nous avons parlé et que cette roche, à la longue, s'était profondément décomposée et désagrégée avant la période glaciaire, ils supposent que sa surface à été facilement ensuite érodée sous la puissaute action des amas de glace en mouvement : peut-être serait-il permis d'ajouter à cette cause la décomposition d’amas considérables de pyrites de fer avec nickel et cuivre pyriteux qui, moins mélangés de roches que celles qu’on trouve aujourd’hui, se sont plus facilement décomposés et ont disparu à l'état de sulfates solubles ; ces sulfates très riches en cuivre ont pu déposer du cuivre métallique s’ils étaient soumis à l'influence de matières organiques ; ainsi s’expliquerait peut-être la présence des cuivres natifs du lac Supérieur et de Vermillion mine à Sudbury.

Mais ce n’est là pour le moment, et en ce qui concerne le cuivre métallique, qu'une hypothèse méritant un examen approfondi avant d’être établie en fait acquis ; cette solution est toutefois séduisante en ce sens qu’elle expliquerait mieux que l’action électrique, mise en avant par le savant professeur Rivot, toutes les manières d’être du cuivre natif au lac Supérieur.

De même qu’en Nouvelle-Calédonie le nickel, sans cesser d’être un hydrosilicate de nickel et de magnésie, imprègne aussi bien les serpentines que les euphotides, diorites et bancs de quartz qui les recoupent, de même ici les minerais de nickel et de cuivre se montrent tout aussi bien dans les roches huroniennes proprement dites, que dans les gneiss et les syéaites quartzeuses, ce qui indiquerait que ces minerais sont venus des profondeurs du sol injecter les roches déjà formées ; ces minerais, qui sont un mélange de

pyrites de cuivre (chalcopyrite) et de pyrite magnétique de fer nickélifere, sont déjà reconnus depuis « Wallace Mine » sur le lac Huron et delà au nord-ouest, sur une distance de 110 Æm et, en second lieu, depuis la limite sud-est de la bande huronienne, dans le district de Sudbury, dans la direction du nord-ouest, sur une distance de 80 kra.

Le D' Bell à remarqué avec beaucoup de sagacité que dans l'immense étendue des roches huroniennes du Canada, on ne rencontre nulle part la pyrite magnétique avec cette abondance et, en secon(| lieu, que dans ce district privilégié, quelle que soit la nature de la roche observée, elle est nickélifere dans une mesure généralement exploitable. Les minerais se rencontrent dans le voisinage des lignes de contact des diorites avec les gneiss ou la syénite quartzeuse ou dans les plans de contact eux-mêmes.

Le minerai n'apparait jamais sans la diorite, mais le gneiss ou la syénite quartzeuse sembient avoir eu aussi une action favorable.

Dans certains cas les bancs de diorite se présentent sous la forme de brèches intercalées dans des fissures de la diorite massive ; les minerais semblent alors plus abondants.

Les minerais, avons-nous dit, sont toujours un mélange de pyrite de cuivre (chalcopyrite) et de pyrite magnétique uickélifère et leur /acies, quel que soit le gite d’origine, est toujours le même ; quant aux gites eux-mêmes ce sont des lentilles allongées suivant la direction d'anciennes fractures qui suivent habituellement la direction générale des roches encaissantes ; ces lentilles de minerai sont un mélange des roches générales du pays et des métaux sulfurés, mais les roches stériles forment des fragments plus ou moins volumineux, cimentés, pour ainsi dire, par les minerais. C'est encore là un rapprochement très net avec ce qui se passe à la Nouvelle-Calédonie où l'hydrosilicate de nickel remplit habituellement les espaces qui séparent les roches magnésiennes et y forme depuis un simple enduit jusqu'à de véritables filons; depuis de simples nids jusqu’à de considérables amas; de même que la roche stérile elle-même, ainsi enveloppée par l’oxyde de nickel, passe de la grosseur d’une noisette à des blocs de plusieurs mètres cubes ; il est vrai qu'ici, contrairement à ce qui a lieu à Sudbury, la roche soi-disant stérile (serpentine , diorite, etc.), renferme généralement une proportion de nickel assez importante. On a remarqué que le cuivre pyriteux se maintient souvent dans le milieu de la pyrite magnétique, au lieu de lui être mélangé intimement; ce même fait s’observe aussi très nettement en Norvège

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et au Piémont où de la même mine, par le triage, on extrait des minerais de cuivre et des minerais de nickel et cuivre, En résumé, il n’y a aucune loi à chercher en ce qui regarde les sulfures métalliques entre eux ; on constate d’une façon certaine qu'ils sont arrivés simultanément, dans les mêmes circonstances et se sont respectivement placés de toutes les facons possibles au milieu des roches qu'ils pénètrent.

A Sudbury, on peut admettre avec M. Bell que l’énorme masse de diorite émergée à l’état fondu, est restée assez longtemps fluide pour permettre à ses divers éléments métalliféres qui, d’ailleurs, ont à peu près le même point de fusion, de se localiser par attractions mutuelles; les parties de minerais plus rapprochées des parois le long desquelles s’effectuait l'ascension de la masse fluide purent s'y figer, s'y maintenir dans l’état où nous les trouvons aujourd'hui, pendant que, à une certaine distance de ce rivage solide, les parties métalliques aussitôt réunies en masses importantes au sein des diorites encore suflisamment fluides, s’enfoncerent par leur propre poids à diverses profondeurs où de futures recherches pourront les retrouver. Le même phénomène de liquation et de réunion des éléments métalliques chacun à chacun au sein d’une masse fluide, s'applique à la séparation des divers sulfures métalliques entre eux dans les centres mêmes où ils sont venus se localiser et c’est ce qu'on observe, comme nous l'avons dit.

Quoi qu’il en soit, il est intéressant de comparer les formations nickélifères de Sudbury à celles de la Nouvelle-Calédonie, et cette visite que je viens de faire aux mines du Canada me ferait revenir de ma première impression qui fut que les minerais oxydés de la Nouvelle-Calédonie s'étaient précipités d’une dissolution dans les fentes et pores des roches magnésiennes nickélifères, soit que l’oxyde de nickel vint par exsudation de la roche magnésienne elle-même, soit qu'il dérivat de filons de sulfures changés en sulfates. [Il me semble, en effet, aujourd’hui plus logique et plus conforme aux faits, d'admettre que le nickel à la Nouvelle-Calédonie est dù à une éruption distincte, qui a suivi immédiatement celle des roches magnésiennes déjà un peu nickélifères elles-mêmes, c’est-à-dire que l’éruption du minerai actuel eut lieu alors que ces roches étaient encore fluides ; ainsi s’expliquerait la division extrême du minerai de nickel au travers de la masse magnésienne qu'il découpe et pénétre de toutes les façons possibles. Le minerai fut comme le dernier effort de l’éruption générale, et il amena au jour les matières plus métalliféres, c’est-

à-dire plus lourdes, qui se tenaient naturellement au-dessous dans la profondeur du sol; celles-ci, plus fluides, chassées par les forces intérieures, se dispersèrent de toute part dans la masse des roches plus pauvres en nickel qui les avaient précédées. Plus tard les eaux de la surface, sous forte pression sans doute, pénétrérent dans les joints minéralisés, à la faveur des vides laissés par le relrait qui accompagna le refroidissement général de la masse, et purent hydrater les minerais avec l'intensité que nous trouvons aujourd’hui et leur donner certainement la belle couleur «vert nature » qu'ils possèdent à présent. Je ne pense pas qu'il y ait quelque honte à changer d'avis à mesure que des études comparatives permetient de mieux distinguer. Il est certain que dans les explications que je donnai tout d’abord de la formation des minerais de nickel calédoniens, je n'avais pu faire intervenir des faits généraux que les études des gites de Sudbury ne m'ont enseignés que depuis peu. Toutefois, la différence de densité entre le minerai et le stérile étant plus grande à Sudbury qu'à la Nouvelle-Calédonie, il y a plus de chance à Sudbury pour que, par liquation, une plus grande quantité de minerai, soit descendue en profondeur, et l’on devra probablement s'attendre dans l'avenir à exploiter le minerai par des puits très profonds ; mais, en même temps, l'enrichissement en profondeur ira en progressant, À la Nouvelle-Calédonie, au contraire, le minerai généralement un peu moins fusible que la roche encaissante et d’une densité sensiblement égale, à dù se maintenir à peu près en entierdans les régions supérieures.

Les minerais de Sudbury, malgré les rapports du D' Hunt en 1546, qui les indiquait comme nickélifères, furent d’abord pris et exploités pour minerais de cuivre ; mais à la fonderie on reconnut l'erreur ; il ne faudrait pas croire que des mines de cuivre proprement dites n'aient pas $té observées dans le district ; au contraire, le terrain huronien en renferme habituellement beaucoup et on les a déjà signalées en divers points de la bande huronienne de 1 000 £m de longueur dont nous avons parlé ; c’est là une question de temps et il ne fait doute pour aucun géologue que cette contrée ne devienne avant peu la source d’une grande production de cuivre.

L’étain, le plomb, l'argent, le zinc ont aussi été rencontrés dans ce district de Sudbury. L'or et le platine commencent à s’y exploiter à « Vermillion Mine », qui est situé à 35 km à l’ouest de Sudbury. On est là en présence d’un nouveau minerai de platine

arsénié, découvert par le chimiste Sperry et décrit , ar M. H. L. Wells. Ce minerai mérite une mention spéciale : on exploitait un filon de quartz aurifère découvert en 1888 ; au contact du filon et de la roche stérile et placé dans de petites pochas formées du minerai décomposé, on rencontrait un gravier avec pyrites de fer et de cuivre, et c’est dans ce gravier que se découvrit le minerai de platine ; on l’isole par une attaque à chaud à l’eau régale, qui dissout les sulfures; puis on dissout les silicates par une longue attaque à l’acide chlorhydrique chaud : le reliquat est un sable trés'brillant, accompagné de quelques grains transparents quisont de l’étain oxydé (cassitérite). Le minerai de platine est en cristaux brisés, mais à facettes tres brillantes ayant de 0,0005 m à 0,00005 m. La couleur est celle de l'étain blanc ou du platine métallique ; la poussière fine est noire. La densité est de 10,602 (abstraction faite de l’oxyde d’étain). La poussière fine du minerai flotte sur l’eau, avec persistance, bien que lavée d’abord à la potasse. Le minerai est à peu près inattaquable à l’eau régale. Par la chaleur, en tube ouvert, on a des vapeurs d'acide arsénieux, puis fusion d’un arséniure : jeté sur une feuille de platine chauffée au rouge, il fond de suite, avec fumée de AsO$, et des excroissances poreuses se forment dans le platine (Wells).

A l’analyse, il donne :

AS és Geo dos: 40108 SE EC 0,50 Peer st OUT Hein num cr 0,72 Ps sie Gi al, à Croce POS ee Anne 0,07 SuO? , . . . ue eo 4,62

Ce qui conduit à la formule PtAs?.

Murray avait déjà produit artificiellement cet arséniure de platine en chauffant un poids connu de platine au rouge et dans un courant de vapeur d’arsenic avec hydrogène { Watls diciionary).

Ce minerai a été dédié par M. Wells à celui qui l'avait découvert, M. Sperry, sous le nom de Sperrylithe (1).

La sperrylithe se présente souvent en cubes, quelquefois en octaëèdres ; elle raie le feldspath et non le quartz (prof. Penfeld).

(1) American Journal of Science, vol. XXXVII, janv. 1889,

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Comme ce minerai est assezabondant, mais qu’il est en pratique mêlé à de l’étain, à des pyrites de fer et de cuivre, et à d’autres métaux encore, sa métallurgie n’est pas aussi simple qu’on le croirait tout d’abord et c’est là une recherche à laquelle nous nous livrons

d'accord avec les Ingénieurs des propriétaires de la mine.