ÉTUDES SIR LES MINES

rateur de tous les géologues qui depuis quinze années ont étudié les gîtes métallifères, et parmi lesquels je dois citer en première ligne MM. Élie de Beaumont, Dufrenoy, Brongniart, Fournet, Daubrée, de la Bêche, Paul Savi, de Beust, Hausmann, de Weisscmbach, Maier, Zimmermann, etc. J 'espère cependant avoir ajouté quelques faits nouveaux à ceux qui étaient précédemment acquis.

Autour des types classiques que j’ai choisis, on pourra grouper tous les gîtes des districts métallifères de l’Angleterre, de la Hongrie, de la Sibérie, de la Suède et de la Norwége, de l’ile de Cuba, du Brésil, des Cordillières, etc. Une nouvelle étude de ces types permettra d’ailleurs de marcher avec plus de certitude dans les exploitations, et de constituer une théorie complète dans laquelle l’ancienne théorie des ûlonsne doit plus former qu’un épisode.

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CONDITIONS GÉNÉRALES

DES DITES METALLIFERES.

La première distinction établie entre les f[îtes métallifères est celle des gîtes stratifiés ou non stratifiés ; en d’autres termes des gîtes co«(emporotns des terrains encaissants, ou postérieurs à ces terrains.

Cette distinction, très nette au premier abord, n’est cependant pas aussi facile à constater qu’on pourrait le croire : un grand nombre de gîtes placés dans des couches métamorphiques, sont en réalité stratifiés et pourtant postérieurs au terrain j il y a, d’ailleurs, une liaison d’origine remarquable entre les gîtes stratifiés et contemporains, et les gîtes postérieurs. Ainsi, j’ai cherché à établir dans un travail précédent (Géologie appliquée)^ , que les minerais de fer qui forment la grande majorité des gîtes stratifiés, ont été introduits par des sources m inérales dans les phénomènes de la sédimentation, et résultent ainsi d’une origine mixte.

Cette origine mixte est encore plus frappante

' Je renvoie à ce tr.ivall pour tous les détails élementuires rcl.-itifs aux raines cl aux gites nictallifércs. — I fort vol. in- 8” avec planclies ; clier. I.anglois et l.eclercq, Puris.

Li CONUITIONS générales

dans certains minerais stratifiés, tels que ceux de Kupfcr-Schicfer , qui résultent d’un métamoi'phisme contemporain, c’est-à-dire de l’intervention de phénomènes souterrains et ignés dans ceux de la sédimentation. Dans cette formation, on ne retrouve pas seulement l’influence du métamorphisme contemporain, comme dans la couche dite Kupfer Schiefer, mais les couches magnésiennes de tout le terrain en portent en quelque sorte l’empreinte à tel point que c’est seulement d’après la forme, c’est-à-tlire d’après la régularité de la stratification, qu’on peut juger ta contemporanéité des actions qui ont introduit les métaux et la magnésie dans le terrain. On n’a jamais retrouvé cette perfection de stratification dans les gîtes postérieurs au terrain encaissant.

La couche métallifère du zechstein n’est point d’ailleurs un fait qui soit resté sans analogues. On exploite aujourd’hui, en Bolivie, à Coro- Coro dans la province de Lapaz (à l’ouest du lac Titicaca) des couches de grès bigarrés absolument identiques à celles de l’est de la France, mais qui sont pénétrées de cuivre natif et oxydulé en petites veines stratifiées ou croisant les lignes de stratification. Ces minéraux cuprifères ont donné, par leur décomposition, une teinte verte à douze ou quatorze assises de deux à trois pieds de puissance ; le grès de cette localité est

DES GITES MÉTALEIKKRES.

ainsi rouge ou blanchâtre, bariolé de vert par le cuivre carbonate, dur ou friable et sans aucune altération sensible. Comme nos grès bigarrés de l’est, il présente quelques impressions végétales. On y a trouvé des masses de cuivre natif, stratifiées, à surfaces inégales et ramifiées, pesant plusieurs quintaux, et le titre moyen des minerais lavés est de 53 pouiMOO. Ces minerais forment aujourd’hui une grande partie des exportations qui ont lieu par les ports du Chili, pour le pays de Galles.

Lcsgitesposimcursauxterrains encaissants, gîtes qui alimentent la presque totalité des exploitations métalliques doivent être partagés eux-mêmes en deux catégories très distinctes, les gîtes rc^ufiers et irréguliers. Cette distinction est essentielle, parce qu’elle ne se rapporte pas seulement à la forme, mais aussi aux détails de l’origine.

Les gîtes réguliers sont les filons classiques: fentes ou cassures du sol, remplies par des gangues spéciales et des minerais qui se sont disposés par voie de cristallisation en bandes parallèles au toit et au mur. Ces gîtes sont astreints à des lois de régularité, non seulement dans leur forme et leur composition, mais encore dans leur allure. Ainsi, on sait que les filons d’une même époque ont une composition identique et sontsensiblement parallèles les uns aux autres; qu’ils sont coupés par les filons postérieurs qui affectent des caractères diifé-

CONDITIONS GÉNÉDALES

renis de composition et de direction. Quant au terrain encaissant, les gîtes réguliers en sont généralement indépendants, et n’ont avec eux d’autres rapports que les variations de formes que subissent les cassures en ti’aversant des éléments hétérogènes, et quelques influences de contact qui ont fait varier les conditions du remplissage.

Filons on Gîtes réguliers.

Les faits qui subsistent de la théorie de Werner, sur l’origine et l’allure des filons, sont en petit nombre; mais ils ont été si nettement établis par ses observations qu’ils sont aujourd’hui encore une des plus précieuses conquêtes de l’étude des mines.

Les filons sont des fentes ou cassures faites à diverses époques dans l’écorce du glohe et remplies, postérieurement à leur formation, par des gangues et des minerais qui résultent d’actions particulières;

2® Les filons ou plutôt les fractures produites à une époque ont suivi une direction déterminée, et sont, par conséquent, parallèles entre elles; elles sont de plus caractérisées par des gangues et des minerais spéciaux ;

5® Les filons d’une époque postérieure ont généralement suivi des directions différentes, et forment de même des séries de stries ou cassures

ÜES GITES MÉTALLIFÈRES.

parallèles entre elles et caractérisées par d’autres gangues ou minerais.

Il peut ainsi exister dans un district diverses séries de cassures remplies par des matières stériles ou métallifères, toutes diversement caractérisées par des directions et des minéraux particuliers; on sait que dans le Cornwall, on a constaté sept époques de ces cassures. Que l’on jette un coup d’œil sur les diverses cartes de filons qui suivent, et l’on sera frappé de l’évidence de ces lois qui, pour être soumises à des exceptions assez nombreuses, n’en sont pas moins frappantes dans chaque district.

La disposition des gangues et des minerais en bandes symétriques rubannées , et parallèles au toit et au mur; Vétat cristallin de toutes les substances ajoutées aux débris des épontes, sont encore des faits dus aux observations de Werner, et si des idées théoriques nouvelles ont été substituées aux siennes , la part due à son génie est assez belle pour que sa mémoire n’ait rien à craindre de ces substitutions.

L’idée de rapporter l’existence des filons à des fentes fut, sans contredit, celle qui, de toute la théorie des filons, a rendu les services les plus efficaces. De là se déduisent, en effet, toutes les conditions del’alluredcsfilons; leurs formesondulées, leurs rameaux, leurs bifurcations et même

CONDITIONS CÉNÉRALCS

les solutions des problèmes les plus complexes do leurs accidents. Si l’on cherche, en effet, à se rendre compte des mouvements qui ont eu lieu entre les diverses parties de l’écorce terrestre, on voit que dans le cas de la formation d’une faille, c’est-à-dire lorsque les deux parties du terrain disloqué n’ont pas conservé leur position relative, on peut considérer le déplacement produit dans le plan vertical comme résultant du glissement du toit sur le mur. Ainsi lorsqu’un filon sera coupé par un croiseur, le sens du rejet se trouvera indiqué par cette loi presque générale que l’on peut considérer le toit du croiseur comme ayant glissé sur le mur.

Cette théorie des rejets, dite théorie de Schmidt, résultera de toutes les coupes de soulèvement que l’on cherchera à faire, coupes dans lesquelles les masses soulevantes ou soulevées prennent de la base ou empâtement en profondeur. Elle est enseignée non seulement par les croisements et rejets des filons, mais par les failles qui sillonnent tous les terrains et qui sont mises en évidence par les exploitations, notamment dans les terrains houillers. Dans certain cas pourtant, cette théorie est sujette à des exceptions, et ces exceptions sont presque toujours motivées par l’intervention et la position particulière des roches ignées qui ont poussé les roches du toit et les ont fait glisser en remontant sur les roches du mur. Ce

genre de rejets est presque aussi frequent, dans les filons d’Andreasberg, que les rejets qui ont eu lieu suivant la théorie ; mais , dans ce cas , on trouve constamment lesrochesamphiboliques parmi celles du toit; de telle sorte que la position relative des deux parties du filon croisé se trouve ainsi expliquée et même annoncée à l’avance, lorsque les galeries sont pratiquées vers le toit.

L’étude plus approfondie des filons, c’est-à-dire les descriptions locales dans lesquelles on a exposé et discuté les concentrations des minerais sur certains points des cassures, l’influence de quelques roches encaissantes ou du voisinage du jour pour déterminer ces concentrations, enfin certaines liaisons de position qui semblent unir quelquefois les filons avec les roches ignées d’une contrée. Cette étude a eu peu de résultats théoriques. 11 en est bien resté des règles pratiques ; mais ces règles locales, souvent contradictoires d’un district à un autre, n’ont amené la connaissance d’aucun principe général, si ce n’est peut-être que les filons et leurs minerais étaient, ainsi que nous l’avons dit, indépendants du terrain encaissant.

cites Irréguliers.

Les gîtes irréguliers échappent en quelque sorte à toute définition de formes; ils se présentent en

CONDITIONS générales

ri

veines qui ne diffèrent des liions que par leur irrégularité d’allure, par la disposition confuse et la nature des minéraux constituants; en «mas de toutes dimensions, couchés ou debout relativement à la stratiücation du terrain encaissant; en siocwerks, c’est-à-dire en veinules, nœuds, ou particules isolés, qui imprègnent des portions de terrains.

Cette irrégularité serait un obstacle absolu à l’étude, si la position et même l’allure de ces gîtes, toute irrégulière qu’elle est, n’était assujettie à des lois générales. Ces (jîtes sont en effet essentiellement liés dans toutes les circonstances de leur gisement et de leur composition à la nature des roches encaissantes, de telle sorte que les données de la science sont encore plus utiles à leur exploration et à leur exploitation que dans le cas des filons.

Les gîtes irréguliers, d’après cet énoncé, se trouvent dans des conditions précisément inverses de celles qui ont été reconnues dans les filons : ils ont des formes indéfinies, tandis que les filons suivent, sous ce rapport, des lois très précises : ils dépendent des roches encaissantes, tandis que les filons traversent presque indifféremment toutes les roches préexistantes, ignées ou stratifiées.

Les minerais qui proviennent de ces gîtes irréguliers se distinguent, ainsi que leurs gangues, des minéraux qui remplissent les filons proprement dits, par une texture beaucoup moins

DKS GITES MÉTALLIKÈnES. I.J

cristalline et souvent même compacte. M. Brongniart, qui a étudié ceux de la Suède, y a fait depuis longtemps cette observation ; c’est au point, dit-il, que l’on peut présumer avec certitude les conditions du gisement par la seule inspection des minéraux rassemblés dans une collection. Que l’on examine, en effet, les collections rassemblées à Clausthal et à Freiberg, et l’on sera frappé de la beauté et de la généralité des cristaux : toutes les substances qui se trouvent dans les filons, minerais et gangues, se présentent communément en géodes et cristaux isolés, parfaitement déterminables; la texture cristalline est ordinaire même dans les minerais envoyés aux bocards et aux fonderies ; la texture compacte est une exception.

Dans les gîtes irréguliers, il en est rarement ainsi ; les minéraux du Rammelsbcrg, par exemple, contrastent d’une manière frappante avec ceux des filons ; et si, dans certains cas comme celui du Zinnwald, lesgîtes irrégulierssont cristallins, ceux d’Altenberg et ceux surtout de la chaîne métallifère de Toscane présentent, comme normale , la texture compacte, et la texture cristalline comme exceptionnelle. On peut, d’ailleurs, appliquer à ces gîtes une seconde remarque faite par M. Brongniart sur ceux de la Suède, c’est que la plupart des cristaux de ces provenances sont noyés dans les gangues; tels sont les cristaux d’étain du Zinnwald,

CONDITIONS GÉNÉRALES

de Schlakenwald, empâtés dans les talcs; les cristaux de cobalt, de Tunaherg; les paranthines werncrites, etc., d’Arendal empâtées dans le calcaire; les cristaux d’yenite noyés dans l’amphibole, etc. Pour obtenir ces cristaux il faut les dégager artificiellement de leurs gangues, et ils ont rarement la netteté d’angles et d’arêtes des cristaux appartenant aux filons.

Les filons et les gîtes irréguliers ne sont pas géographiquement séparés d’une manière absolue. Les mêmes districts métallifères présentent ordinairement les deux catégories de gîtes, mais le plus souvent avec la prédominance de l’une d’elles. C’est ainsi que les filons forment le trait le plus es.sentiel de la richesse métallifère du Harz, de la Saxe, du Cornwall ; tandis que les gîtes irréguliers dominent dans les provinces rhénanes, le Limbourg, la Suède, et surtout dans la chaîne métallifère de la Toscane, qui, sous ce rapport, est un type de gisement aussi complet que les districts de l’Allemagne pour les filons.

Les filons, dans les districts où ils dominent, forment des groupes distincts, isolés dans des circonscriptions qu’on peut appeler les champs de fracture. Dans chacun de ces champs de fracture, il existe des conditions spéciales pour la puissance et l’allure des cassures du sol, pour la na-

DES GITES MÉTALLIFÈRES. I T)

turc et le mode de répartition des {îangues et des minerais. Au Harz, par exemple, les filons du district de Clausthal n’ont aucune analogie de forme ou de composition avec ceux d’Andreasberg, et les indices qui peuvent servir de guide ne sont pas les mêmes dans ces deux groupes pourtant si rapprochés. A Clausthal, les filons sont très puissants, le quartz et la baryte sulfatée y jouent un rôle important; la blende, la galène et les pyrites en forment le trait caractéristique, et l’on recherche les minerais dans les renflements des filons, dans les divisions en branches parallèles. A Andreasherg, les filons sont peu puissants, remplis presque exclusivement par la chaux carhonatée et par les débris des épontes; l’arsenic natif, l’argent antimonial et l’argent rouge y sont les minerais essentiels qui se trouvent surtout accumulés dans certaines bifurcations presque perpendiculaires. Les filons des environs de Freiherg different encore plusdansleursdétails, et dans beaucoup de cas l’expérience du mineur au Harz ne servirait à rien pour la Saxe ; car non seulement les conditions de forme et d’allure des filons présentent encore des variations, mais tes principales accumulations de minerais y paraissent affectionner des positions toutes spéciales.

Les filons, qui ont été d’abord considérés comme la seule expression rationnelle des phénomènes

CONDITIONS GÉNÉRALES

iG

métallifères, ne sont pas réellement assujettis aux règles absolues qui leur avaient été assignées; et, entre le filon le plus régulier de la Saxe et le gîte le plus irrégulier de la Toscane, il y a une série d’autres gîtes qui établissent des passages et démontrent que ce sont tous des expressions différentes de faits analogues et d’influences idejitiques. Il ne faut pas conclure de là que les gîtes métallifères ne soient assujettis à aucune règle d’allure ou de gisement; mais une grande partie de ces règles sont locales; elles tiennent aux terrains encaissants, et les gîtes irréguliers sont plus aptes que les autres à les mettre en évidence.

On peut considérer aujourd’hui comme démontré que les minerais qui se trouvent dans les filons-fentes, résultent d’émanations ou sublimations de bas en haut, ces fentes ayant, en quelque sorte, mis en communication la surface avec les foyers de l’action souterraine. A coté de cette action régulière et dans les contrées mêmes où elle semble avoir exclusivement dominé, il existe des gîtes, comme le Rammelsberg et le Stahlberg, qui offrent l’exemple d’accumulations puissantes de minerais concentrés près de la surface, hors laquelle ils aflleurent à peine, et qui paraissent avoir exercé des effets décompression pour se faire place et s’intercaler dans les terrains préexistants. Beaucoup de gîtes ontété formés parvoie d’imbibi-

tion dans des terrains irrégulièrement fendillés qu’ils ont ainsi pénétrés avec les formes les plus bizarres; les gitos calaminaires du Limbourg, les gîtes ferrifères du pays de Siegen, les gîtes cuprifères à gangues d’yénite et d’amphibole de la Toscane, sont des exemples remarquables de ces gîtes par injections et réactions métamorphiques.

Toutefois ces actions n’ont pas eu lieu sans règles et sans ordre; nous les trouverons disposées le plus souvent suivant des lignes île contacts géologiques, dans les clivages les plus faciles des terrains préexistants, qui ont été les plans de stratification. Enfin , il est de ces gîtes qui sont complètement éruptifs; les amas ferrifi;res de la Toscane et de nie d’Elbe, les greisens stannifères d’Altenberg et de Zinnwald sont des preuves patentes de cette origine.

Les différents degrés de rapports ou liaisons qui existent entre les gîtes métallifères et les roches ignées d’une même contrée fournissent ainsi des enseignements précieux appelés à rendre les plus grands services aux exploitations; nous démontrerons que tes filons eux-mêmes ont quelquefois des rapports de position avec ces terrains.

En résumé,* il résulte de ces études que si la théorie des gîtes métallifères, appuyée sur des faits nombreux , identiques dans toutes les parties du globe, peut être aujourd’hui considérée comme

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CONDITIONS GÉNÉRALES

établie, les conditions pratiques, c’est-à-dire celles qui règlent l’allure et la richesse des mines, sont purement locales.

Ainsi, il n’y a point de formules générales pour déterminer ces conditions d’allure et de richesse; c’est uniquement par l’expérience , c’est-à-dire par l’étude directe d’un grand nombre de gîtes, et la connaissance des études déjà faites de tous les autres, qu’un ingénieur peut arriver à des principes rationnels d’exploitation. C’est seulement alors qu’amené sur un gîte nouveau, il peut apprécier les analogies, en faire, pour ainsi dire, le diagnostic, et déterminer la marche qui lui est enseignée par l’expérience de tous les gîtes placés dans des conditions analogues.

J’ai cherché à faire ressortir les conditions si diverses des gîtes, à les classer en catégories distinctes, en précisant les conditions de ceux qui peuvent être pris pour types. Les districts de l’Allemagne sont encore les terres classiques des gîtes métallifères par la diversité de ceux qu’ils contiennent, par ce qu’on peut appeler la vive expression de leurs caractères, enfin par l’immense développement des travaux auxquels ils ont donné lieu; travaux qui facilitent leur étude. Le Cornwall, où l’exploitation est comparativement nouvelle, est venu confirmer tous les faits qui avaient été mis en lumière dans le Harz et l’Erzgehirge.

DES GITES MÉTALLIFÈRES.

Mais tous ces gîtes résident principalement dans des terrains de transition; les filons en forment le trait principal, et j’ai dû prendre pour type d’une formation métallilcre plus contrastante, plus énergique, la chaîne métallifère de la Toscane où la connexion des minerais avec les grands phénomènes géologiques est plus vivement exprimée que partout ailleurs.

L’importance des gîtes, liés ainsi au terrain encaissant, s’est accrue non seulement sous le rapport scientifique, mais aussi sous le rapport industriel, les produits qui en proviennent se développant de manière à primer ceux des filons. Les galènes des Alpujarras en Espagne et du Missouri aux États-Unis; les calamines du pays de Liège et de la Prusse rhénane ; les minerais de cuivre de l’île de Cuba, du Chili, de la Toscane; les minerais de fer de la Suède, de l’île d’Elbe, etc., ont déjà exercé une influence remarquable sur le commerce et le prix des métaux. Les gîtes irréguliers, plus puissants et d’une exploitation généralement plus facile que les filons, peuvent, eji effet, dans beaucoup de cas, fournir les minerais à des conditions plus économiques. A mesure que le développement des voies de communication facilitera davantage le transport des minerais et des combustibles, la prépondérance de ces gîtes qui, dans beaucoup de cas, n’ont contre eux que leur situa-