DU FER

Ox trouve rarement les métaux sous leur forme métallique dans le sein de la terre ; ils y sont ordinairement sous une forme minéralisée, c'est-à-dire , altérée par le mélange intime de plusieursmatiéres élrangères, et la quantité des métaux purs est très-petite en comparaison de celle des mélaux minéralisés ; car à l'exception de l'or qui se trouve

resque toujours dans l’état de métal, tous

es autres métaux se présentent le plus sou-

vent dans l'état de minéralisation. Le feu THÉORIE DE LA TERRE. Z'ome III

primitif, en Jiquéfiant et vitrifiant toute la masse des matières terrestres du globe, a sublimé en même temps les substances métalliques , et leur a laissé d'abord leur forme propre et particulière ; quelques-unes de ces substances métalliques ont conservé celle forme native, mais la plupart l'ont perdue

‘par leur union avec des matières étrangères

et par l’action des éléments humides. Nous verrons que la production des métaux purs

et celle des métaux mélangés de matière vi-

treuse par le feu primitif, sont contemporaines , et qu'au contraire les métaux minéralisés par les acides et travaillés par l'eau , sont d'une formation postérieure.

Tous les métaux sont susceptibles d'être sublimés par l'action du feu ; l'or, 4 est le plus fixe de tous, ne laisse pas de se sublimer par la chaleur (1), etil en est de même de tous les autres métaux et minéraux métalliques : ainsi lorsque le feu primitif eut réduit en verre les matières fixes de la masse terrestre , les substances métalliques se sublimérent et furent par conséquent exclues de la vitrification générale ; la violence du feu les

tenait élevées au-dessus de la surface du globe ; elles ne tombèrent que quand cette

chaleur extrême ; commencant à diminuer , Tue it de rester dans un état de fusion

perm F sans être sublimées de nouveau. Les métaux

qui , comme le fer et le cuivre, exigent le plus de feu pour se fondre , durent se placer les premiers sur la roche du globe encore toute ardente; l'argent et l'or, dont la fusion ne suppose qu un mioindre degré de feu, s'établirent ensuite et coulèrent dans les fentes perpendiculaires de cette roche déjà con- ‘solidée , ils remplirent les interstices que le quartz décrépité leur offrait de toutes parts « et c'est par cette raison qu'on trouve l'or et l'argent vierge en petits filets dans la roche quartzeuse. Le plomb et l'étain auxquels il ne faut qu’une bien moindre chaleur pour se liquéfier , coulèrent long-temps aprés ou se convertirent en chaux, et se placèrent de même dans les fentes perpendiculaires ; enfin tous ces métaux souvent mêlés et réunis ensemble, y formèrent les filons primitifs des mines primordiales , qui toutes sont mélangées de plusieurs minéraux métalliques.Et le mercure qu'une médiocre chaleur volatilise, ne put s'établir que peu de temps avant la chute des eaux et des autres matières également volatiles. F4; | Quoique ces dépôts des différents métaux se soient formés successivement et à mesure que la violence du feu diminuait, comme ils se sont faits dans les mêmes lieux, et que les fentes perpendiculaires ont été le receptacle commun de toutes les matières métalliques fondues ou sublimées par la chaleur intérieure du globe, toutes mêlées de différents métaux et minéraux mé-

Bb en

(1) Voyez les preuves , tom. 2 de la Théorie de lu Torre, pag. 388 , note 1re,

les mines sont

talliques (2) ; en effet il y a presque toujours D + plusieurs métaux dans la même mine : on trouve le fer avec le cuivre, le plomb avec

| caus Je Suppose , on ne masquée CR ter ceite théorie de l'établissement 1 L ss miues métalliques : on dira u'o Toabi tromper en eslimant par EE et Jugeant par analogie les proc d 2 na:

pes que la vitrification de la terr F t la su E des métaux par le feu pol à > = pa fe faits démontrés , mais de Era PE Ce les conséquences quê rement h thés ent qu'être précaires etf lera és due Ge nd lon EE répétée He er die ms D othès ’écri qu'en bonne physiques, il nt HE d # raisons ni syslèmes. ""e

Cependant i | il est aisé d ti us : e que nc s ne connaissons rien ES 7 #

que par comparaisons ct que nous ne pouvons juger des choses EN ne PANETEE | ee > qu'après avoir fait me Fac rm € ces mêmes rapports, c'e we ystème. Or, les grands procédi ea nature sont les mêmes en to à Lors= qu’ils nous paraissent opposés ,e a pe" a+ seulement différents, c’est tante LA vai saisis et vus assez généralemeut Le es ien Comparer. La plupart de ceux qui 6 "

re

(2) Les métaux et demi-mé chacun ; , -mélau , j Pa leur mine particulière , et leurs PRE ae des corps homogènes ; au contraire mer: Be les substances métalliques sont ai ouf et l'on présume même que allé É telles que le zinc el la plati ee des autres, Ru à É L'argent, le plomb, le cuivre, l'a Pr 4 , , e, l'arséni 4 se trouvent assez souvent confondus PE > - ne filon de mine , en des quantités presque éolien: moires de Physique, par M. d in-4, pag. 272.) RES

LA

les effets de la nature, ne s'attachant qu'à quelques points particuliers , croient voir des variations et même des contrariétés dans ses opérations; tandis que celui qui l'embrasse par desvues plus générales ; reconnait la simplicité de san plan et ne peut qu'admirer l'ordre constant et fixe de ses combinaisons et l'uniformité de ses moyens d'exéculion : grandes opérations, qui, toutes fondées sur des lois invariables , ne peuvent varier elles-mêmes ni se contrarier dans les effets ; le but du philosophe naturaliste doit donc être de s’élever assez haut pour pouvoir déduire d'un seul effet général, pris comme cause , tous les effets particuliers ; mais pour voir la nature sous ce grand aspect, il faut * J'avoir examinée, étudiée et comparée dans toutes les parties de son immense étendue à assez de génie, beaucoup d'étude, un peu de liberté de penser , sont trois attributs sans

lesquels on ne pourra que défigurer la na-

ture , au lieu de la représenter : je l'ai souvent senti en voulant la peindre , et malheur à ceux qui ne sen doutent pas! leurs travaux , loin d'avancer la science , ne font qu’en retarder les progrès; de petits faits , des objets présentés par leurs faces obliques ou vus sous un faux jour , des choses mal entendues , des méthodes scholastiques , de grands raisonnements fondés sur une. méthaphysique puérile ou sur des préjugés , sont les matières sans substance des ouvrages de l'écrivain sans génie; ce sont autant de tas de décombres qu'il faut enlever avant de pouvoir construire. Les sciences seraient donc plus avancées simoins de gens avaient écrit ; mais J'amour-propre ne s'opposera-t-il pas toujours à la bonne foi? L'ignorant se croit suffisamment instruit ; celui qui ne l'est qu'à demi , se croit plus que savant ; et tous s’imaginent avoir du génie ou du moins assez d'esprit pour en critiquer les productions ; on le voit par les ouvrages de ces écrivains qui n'ont d'autre mérite que de crier contre les systèmes , parce qu'ils sont non-seulement incapables d'en faire ; mais peut-être même d'entendre la vraie signification de ce mot qui les épouvante ou les humilie ; cependant tout système n'est qu'une combinaison raisonnée , une ordonnance des choses ou des idées qui lés représentent , et c'est le génie seul qui peut faire cette ordonnance, c'est-àdire un système en tout genre, parce que c'est au génie seul qu'il appartient de généraliser les idées particulières , de réunir toutes les vues en un faisceau de lumière, de

se faire de nouYeaux aperçus, de saisir les rapports fugitifs, de rapprocher ceux qui sont éloignés , d'en former de nouvelles analogies , de s'élever enfin assez baut, et de s'étendre assez loin Pour embrasser à-la-fois tout l'espace qu'il a rempli de sa pensée ; c’est ainsi que le génie seu peut former un ordre systématique des choses et des faits, de leurs combinaisons respectives , de la dépendance des causes et des effets; de sorte que le tout rassemblé , réuni , puisse présenter à l'esprit un grand tableau de spéculations suivies, ou du moins un vaste spectacle dont toutes les scènes se lient et se liennent par des idées conséquentes et des faits assortis.

Je crois donc que mes explications sur l'action du feu primitif, sur la sublimation des métaux, sur la formation des matières vitreuses , argileuses et calcaires, sont d'ac. cord avec les procédés de la nature dans ses plus grandes opérations , et nous verrons que l’ensemble de ce système et ses autres rapports, seront encore confirmés par tous les faits que nous rapporterons dans la suite, en traitant de chaque métal en particulier.

Mais pour ne parler ici que du fer , on ne peut guère douter que ce métal n'ait commencé à s'établir le premier sur le globe , et peu de temps après la consolidation du quartz, puisqu'il a coloré les jaspes et les eristaux de feld-spath ; au lieu que l'or , l'argent, ni les autres métanx ne paraissent pas être entrés comme le fer dans la substance des matières vitreuses produites par le feu prinitif; et ce fait prouve que le fer, plus capable de résister à la violence du feu , s'est en effet établi le premier et dès le temps de la consolidation des verres de nature : car le fer primordial se trouve toujours intimement mêlé avec la matière vitreuse, et il a formé avec elle de très-grandes masses, et même des montagnes à la surface du globe > tandis que les autres métaux , dont l'établissement a été postérieur , n'ont occupé que les intervalles des fentes perpendiculaires de la roche quartzeuse dans lesquelles ils se trouvent par filons et en petits amas (1).

(1) Pline dit avec ruison, que de toutes les substances métalliques, le fer est celle qui se trouve en plus grandes masses, ét qu'on a vu des montagnes qui en étaient eutièrement formées ; « métallorum omnium vena ferri largissima est : Cantabriæ mari timâ parle quam Oceanus alluit, mons præruptè altus, incredibile dictu , totus ex e materi4 est.» (Lib. 34, chap. 15.)

Aussi n'existe-t-il nulle part de grandes masses de fer pur et pareil à notre fer forgé, ni même semblable à nos fontes de fer , et à peine peut-on citer quelques exemples petits morceaux de fonte ou régule de fer trouvés dans le sein de la terre, ‘et formés sans doute accidentellement par le feu des volcans , comme l'on C7 EL Fa

eaux 3 + rem ser aosmlitt évidemment avoir été fondus par ces feux souterrains (b).

La substance du fer dé nature n'a done jamais été pure , et dés le temps de la consolidation du globe , ce métal s est mêlé avec la matière vitreuse , et s'est établi en grandes masses dans plusieurs endroits à la surface , et jusqu'à une petite profondeur dans l'intérieur de la terre. Au reste ; ces grandes masses ou roches ferrugineuses ne sont pas également riches en mélal ; quelques-unes donnent soixante-dix ou soixante-douze pour cent de fer en fonte , tandis que d’autres n’en donnent pas quarante ; et l'on sait que cette fonte de fer qui résulte de la fusion des mines n'est pas encore du métal , puisqu avant-de devenir fer elle perd au moins un quart de sa masse par le travail de l’afinerie ;

c ass Se Ver riches , ne contiennent guère qu’une moitié de fer , et que l'autre moitié de leur masse est de matière vitreuse ; on peut même le reconnaître en soumettant ces mines à l'action des acides qui en dissolre meméréemmemmmetemq

(1) Les mines d'argent de Huantafaya et celles de

cuivre mélangées d'or de Coquimbo, sont situées dans des contrées où il ne pleut jamais et où il fait chaud; tandis que toutes les autres mines riches du Pérou,

‘sont situées dans Jes Cordilières , du côté où il pleut

abondamment , et qui est recouvert de neige , el où il fait un froid excessif dans quelqués saisons de l'année ; mais ces-mines de Huantafaya et de Coquimbo, doiveut étre regardées comme dos mines accidentelles qu'on pourrait appeler mines de fondition , parce que ces métaux ont été mis en fonte par un feu de volcan , et qu'ils ont été déposés en fusion dans les fentes des rochers ou dans le su | Les morceaux de mine de Huantafaya que j'ai acquis , monsieur , pour le Cabinet, et que je vous remeltrai, laissent apercevoir les mêmes accidents que l’on observe dans les ateliers où l’on fond en grand le métal pour les monhaies. {1 y a entre auires un gros morceau de cette mine d'argent d'Huantafaya, qui présente une cristallisation de soufre, ce qui prouve qu'il a été formé

ar le feu d'un volcan. (Extrait d'une Lettre de à. bey, correspondant du Cabivet d'Histoire naturelle , à M. de Buffon datée de Lima, le 2 novembre 1781.)

uré que les mines de fer en

vent le fer et laissent intacte la s vitreuse. ri D'ailleurs ces roches de fer que l’on di it regarder comme les mines primordiale “ LE ce métal dans son état de nature , sont t tes attirables à l'aimant (2) ; preuve ; at À qu'elles ont été produites par l'action du feu, et qu'elles ne sont qu'une espèce de f C impure de fer mélangée d'une plus ou me ns grande quantité de matière vitreuse ; ! 108 Per de fer en grain , en ocre ou en roûi le; quoique provenant originairement des ét i- L ments de ces roches primitives , mais ayañ été formées Postérieurement pue lié sd de l'eau ; ne sont point attirables à l'aims à MORs qu'on ne leur fasse subir une f Impression du feu à l'air libre (3). Ai A propriété d'être attirable à ee ppé passé par le feu , on ep nes qe normes rochers de fer at s » M'aient en effet subi Ja

re

l'empreinte , et dans le temps de la dern:: 1

] erni i !

et de la première eondansaSens de ke

(2) Comme tout Eur âttirables à l'atcnane les mines de Suède |

Le) —"@) les trouver ; cette mé n se sert de la bot ss

Fa grain, dont la fe U,et qui ne sont pc

général point attirables à po pr: x gr à un feu à mine de Villers près MR i sacs , entre des rochers calcaires et es e assez gros ; ayant fait griller Fa, at Fes

à feu ouvert, et l'ayant fait broyer et rédui + PR dre ; l'aimant en a tiré six gros et demi he syar fait mettre une pareille quantité de Me PA un creusel ouvert et bien bouché, qu'on a . ti

à blanc , et ayant ensuite écrasé cette mi d at lée, au moyen d'un marteau i lité RE aucune partie de fer, tandis que dans un :

mis au feu en même temps, et qui n’était celle même mine réduite ensuite en poudre marteau , s'est trouvée aussi atlirable par l'ai que la première. Cette expérience m'a dé

le feu seul ou le feu fixe , ne suffit pas y e ren la mine de fer attirable à l'aimant et qu'il est r saire que le feu soit libre et animé par l'air, pou produire cet effet.

fie. der” pas + LP.

l'a 2 nt 12° LU yes

Les masses de l’aimant ne paraissent différer des autres roches de fer ; qu'en ce qu'elles ont été exposées aux impressions de l'électricité de l'atmosphère ; €t qu'elles ont en même temps éprouvé une plus grande ou plus longue action du feu qui les a rendues magnétiques par elles-mêmes et au plus haut degré; car on peut donner le magnétisme à tout fer ou toute matière ferrugineuse , non-seulement en la tenant constamment dans la même situation, mais encore par le-choc et par le frottement ; c’est-à-dire , par toute cause ou tout mouvement qui produit de la chaleur et du feu : on uoit donc penser que les pierres d'aimant étant de même nature que les autres roches ferrugineuses , leur grande puissance magnétique vient de ce qu'elles ont été exposées à l'air , et travaillées plus violemment ou plus longtemps par la flamme du feu primitif ; la substance de l’aimant parait même indiquer que le fer qu’elle contient, a été altéré par le feu et réduit en un état de régule trèsdificile à fondre, puisqu'on ne peut traiter les pierres d’aimant à nos fourneaux , ni les fondre avantageusement pour en tirer du fer , comme l'on en tire de toutes les autres pierres ferrugineuses ou mines de fer en roche , en les faisant auparavant griller et concasser (!l).

Toutes les mines de fer en roche doivent donc être regardées comme des espèces de fontes de fer , produites par le feu primitif; mais on ne doit pas compter au nombre de ces roches primordiales de fer, celles qui sont mêlées de matière calcaire , ce sont des mines secondaires , des concrétions spathiques ; en masses plus ou moins distinctes ou confuses ; et qui n'ont été formées que postérieurement par l’intermède de l'eau ; aussi ne sont-elles point attirables à l’aimant , elles doivent être placées au nombre des mines de seconde et peut-être de troisième formation ; de même il ne faut pas confondre avec les mines primitives, vitreuses et attirables à l'aimant , celles qui ayant éprouvé l'impression du feu dans les vol-

cans , ont acquis cette propriété qu'elles n'a-

(1} On trouve quelquefois de l'aimant blane qui ne parait pas avoir passé par le feu , parce que toutes les matières ferrugineuses se colorent au feu en rougebrun ou en noir; mais cet aimant blanc n'est peutétre que le produit de la décomposition d'un aimant primitif, reformé par l'intermède de l'eau. (Voyez ci-après l'article de l'Aimant.)

vaientpas auparavant ; enfin il faut excepter encoreles sables ferrugineux et ma gnétiques, tels que celui qui est mêlé dans la platine , et tous ceux Qui se trouvent mélangés dans le sein de la terre , soit avec les mines de fer en grains , soit avec d’autres matières ; car ces sablons ferrugineux attirables à l'aimant , ne proviennent que de la décomposition du mâchefer ou résidu ferrugineux, des végétaux brûlés par le feu des volcans ou par d'autres incendies. |

On doit donc réduire le vrai fer de nature, le fer primordial , aux grandes masses des roches ferrugiueuses attirables à l’aimant , et qui ne sont mélangées que de matières vitreuses ; ces roches se trouvent en plus grande quantité dans les régions du Nord que dans les autres parties du globe ; on sait qu'en Suède, en Russie, en Sibérie, ces mines magnétiques sont très-communes , et qu'on les cherche à la boussole ; on prétend aussi qu'en Laponie , la plus grande partie du terrain n’est composée que de ces masses ferrugineuses ; si ce dernier fait est aussi vrai que les premiers , il augmenterait la probabilité déjà fondée , que la variation de l'aiguille aimantée provient de la différente distance et de la situation où l'on se trouve , relativement au gisement de ces grandes masses magnétiques : je dis la variation de l'aiguille aimantée, car je ne prétends pas que sa direction vers les pôles, doive être uniquement attribuée à cette même cause ; Je suis persuadé que cette direction de l'aimant est un des effets de l'électricité du globe, et que le froid dés régions polaires , influe plus qu'aucune autre cause sur la direction de l'aimant (2).

Quoi qu'il en soit , il me paraît certain que les grandes masses des mines de fer en roche , ont été produites par le feu primitif, comme les autres grandes masses des matières vitreuses. On demandera peut-être pourquoi ce premier fer de nature produit par le feu, ne se présente pas sous la forme de métal ; pourquoi l'on ne trouve dans ces mines aucune masse de fer pur et pareil à celui que nous fabriquons à nos feux ! J'ai prévenu cette question en prouvant que (3) le fer ne prend de la ductilité que parce qu'il a été comprimé par le marteau ; c'est autant la main de l'homme que le feu, qui donne

(2) Voyez ci-après l'article de l'Aimant.

(3) Voyez Théorie de la terre, tom. 2, pag. 187, quatrième Mémoire sur la ténacité du fer.

D. SR pe

au fer la forme de métal , et qui change en fer ductile la fonte aigre, en épurant cette fonte , et en rapprochant de plus près les Parties métalliques qu'elle contient ; cette fonte de fer ; au sortir du fourneau , reste , comme nous l'avons dit, encore mélangée de plus d’un quart de matières étrangères ; elle n'est donc , tout au plus , que d'un quart plus pure que les mines en roche les plus riches, qui par conséquent ont été mélées par moitié de matières vitreuses dans la fusion opérée par le feu primitif. Re On pourra insister en retournant Il objection contre ma réponse ; et disant qu'on trouve quelquefois des petits morceaux de fer pur ou natif, dans certains endroits , à d'assez grandes profondeurs , sous des rochers ou des couches de terre , qui ne paraissent pas avoir été remuées par la main des hommes , et que ces échantillons du travail de la nature , quoique rares , suflisent pour prouver que notre art et le secours du marteau , ne sont pas des moyens uniques ni des instruments absolument nécessaires , ni par conséquent les seules causes de la ductilité et de la pureté de ce métal , puisque la nature, dénuée de ces adminicules de notre art , ne laisse pas de produire du fer assez semblable à celui de nos forges. | Pour satisfaire à cette instance, il suflira d'exposer que par certains procédés , nous pouvons obtenir du régule de fer sans instruments ni marteaux , et par le seul effet d’un eu bien administré et soutenu long-temps au degré nécessaire pour épurer la fonte sans la brûler , en laissant ainsi remuer par le feu , successivement et lentement, les molécules métiios qe se réunissent alors par une espèce de départ.ou séparation des matières hétérogènes dont elles étaient mélangées ; ainsi la nature aura pu dans certaines circonstances , produire le même effet ; mais ces circonstances ne peuvent qu'être extrémement rares, puisque par nos propres pro.

cédés , dirigés à ce but, on ne réussit qu'à force de précautions. ï Ce point également intéressant pour l'histoire de la nature et pour ceke de Fart, exige quelques discussions de détail , dans lesquelles nous entrerons volontiers par la raison de leur utilité. La mine de fer jetée dans nos fourneaux élevés de vingt à vingtcinq pieds , et remplis de charbons ardents, ne se liquéfie que quand elle est descendue à plus des trois quarts de cette hauteur ; élle tombe alors sous le vent des soufllets et

achève de se fondre au-dessus du creuset qui la reçoit , et dans lequel on la tient pendant quelques heures, tant pour en aceumuler la quantité, que pour la laisser se | Purger des matières hétérogènes qui s'écou- | lent en forme de verre impur qu'on appelle I laitier; cette matière ,; plus légère que œ fonte de fer, en surmonte le bain dans le creuset; plus on tient la fonte dans cet état; en continuant le feu , plus elle se dépouille RAR de ses impuretés ; mais comme l'on ne peut “> la brasser autant qu'il le faudrait, ni même la remuer aisément dans ce creuset , elle reste nécessairement encore mêlée d'une grande quantité de ces matières hétérogènes, en sorte que les meilleures fontes de fer en” contiennent plus d'un quart, et les fontes communes près d’un tiers , dont il faut les purger pour les convertir en fer (1). Ordinairement on fait, au bout de douze heures; : ouverture-au creuset ; ]a fonte coule 0m. ‘1 ta ruisseau de feu dans un long et large sillon” où elle se consolide en un lingot ou Gueuse de quinze cents à-deux mille livres de poids; on laisse ce lingot se refroidir au moule ; et L = l'en sen 7. le conduire sur des rou- 1% L eaux ; et le faire entrer . par 1° ses ae extrémités, dans le foyer 5 RS -s ak.

cette extrémité , chauffée par un nouyeau feu >; Se ramollit et se sépare du reste du as lingot ; l'ouvrier perce et pétrit avec des ringards (2, cette loupe à demi liquéfiée, % é 4"; par ce travail, s'épure et laisse coulée AS par le fond du foyer, une partie de a mas.

tière hétérogène que le feu du fourneau de fusion n'avait pu séparer ; ensuite l'on porte . cette loupe ardente " force de la Percussion fait sortir de sa masse te , cesimpures

encore molle , lereste des subs qu’elle contenait ; elces mèmescoups redow LE

blés du Marteau, rapprochent et réunissent. | en une masse solide et plus alongée , RAS | parbes de ce fer que l’on vient d'épurer , et et] qu ne prennent qu’alors la forme et la duë&.

üilité du métal. RS Ce sont-là les procédés ordinaires dans le Wravail de nos forges , et quoiqu'ils paraissent

(1) Dans cet épurement même de la fonte , pour la convertir en fer par le travail de l'affinerie et par la percussion du marteau , il se perd quelques portions de fer que les matières hétérogènes entraînent avec elles , et on en retrouve une partie dans les scories de l'afinerie,

(2) Ou appelle ringards, des barreaux de fer

pointus par l'une de leurs extrémités. :